BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1.
Umum
Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah eksperimental. Penelitian ini akan dilaksanakan di Laboratorium Jalan Raya Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta dan Puslitbang Jalan Raya Bandung. 3.2.
Data
Pengumpulan data dilaksanakan dengan metode eksperimen terhadap benda uji yang diuji di laboratorium. Untuk data bahan digunakan data sekunder dikarenakan penggunaan bahan dan sumber yang sama. Data yang digunakan adalah data primer dan data sekunder. 3.2.1 Data Primer Data primer adalah data yang dikumpulkan secara langsung melalui kegiatan percobaan dan pengujian yang dilakukan sendiri dengan mengacu pada panduan manual. Data primer yang digunakan pada penelitian ini adalah: 1.
Hasil pemeriksaan agregat.
2.
Hasil pemeriksaan permeabilitas
3.
Hasil pemeriksaan uji kekesatan dengan British Pendulum Tester (BPT)
4.
Hasil pemeriksaan kuat tekan bebas (Unconfined Compressive Strength)
5.
Hasil pemeriksaan kuat tarik tidak langsung (Indirect Tensile Strength)
6.
Hasil pemeriksaan Indirect Tensile Stiffness Modulus (ITSM)
23
24
3.2.2 Data Sekunder Data sekunder adalah data yang didapatkan dari penelitian yang lain untuk bahan/jenis yang sama. Data sekunder yang digunakan pada penelitian ini adalah : 1.
Data pemeriksaan aspal modifikasi aspal dengan EVA yang dilakukan oleh Mawid Dwi Sistra (2016).
2.
Data Marshall Asphalt Concrete dengan aspal modifikasi EVA yang akan dilakukan oleh Muhammad Ardian (2016).
3.
Data Marshall Thin Surfacing Hot Mix Asphalt dengan aspal modifikasi EVA yang akan dilakukan oleh Prasdita Novriandi (2016).
3.3.
Alat dan Bahan
3.3.1. Alat Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut : 1.
Alat Uji Unconfined Compressive Strength
Pada pengujian ini, alat yang digunakan adalah satu set alat uji Marshall dengan modifikasi pada cincin pengujinya. 2.
Alat Uji Permeabilitas
3.
Alat Uji Kekesatan Permukaan Pengujian ini menggunakn alat British Pendulum Tester (BPT).
4.
Alat Uji Indirect Tensile Strength (ITS)
Peralatan yang digunakan pada uji ini adalah : a.
Satu set alat uji Marshall modifikasi
b.
4 buah dial deformasi
5.
Alat Uji Indirect Tensile Stiffness Modulus (ITSM)
25
3.3.2. Bahan Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah : 1.
Aspal
Aspal yang digunakan pada penelitian ini adalah aspal penetrasi 60/70 yang telah dimodifikasi dengan polimer EVA. Aspal modifikasi ini diteliti sebelumnya oleh Sistra (2016).
2.
Agregat
Agregat yang digunakan adalah agregat dari PT Pancadarma Puspawira yang telah dilakukan beberapa pemeriksaan agregat.
3.
Filler
Filler yang digunakan adalah Portland cement.
3.4.
Benda Uji
Pembuatan benda uji dilaksanakan seperti job mix design, namun dengan penggantian aspal dengan campuran aspal EVA. Penelitian ini menggunakan 2 jenis benda uji, yaitu benda uji berbentuk silinder dan benda uji berbentuk balok. Berikut ini job mix design untuk benda uji berbentuk silinder : 1.
Mengambil material (CA, MA, FA, NS) secukupnya dikeringkan dalam oven dengan suhu 1500C atau dapat dipakai material hasil analisa saringan, sehingga tidak perlu diadakan pengayakan lagi tinggal penimbangan agregat yang diperlukan untuk pembuatan mould campuran.
2.
Menyaring material dengan saringan yang telah ditentukan ukurannya.
3.
Melakukan perhitungan komposisi berat masing-masing gradasi agregat untuk pembuatan 1 mould campuran dengan kadar aspal optimal.
4.
Menimbang wajan yang akan digunakan untuk pencampuran
5.
Menimbang agregat yang telah dicampur untuk 1 mould campuran (secara komulatif), artinya (mould campuran terdiri dari agregat CA, MA, FA, NS dengan komposisi berat yang telah dilakukan).
26
6.
Memanaskan aspal dengan suhu 1500C hingga cair.
7.
Memasukkan campuran agregat ke dalam wajan dan memanaskannya hingga suhu 150oC, kemudian menuangkan aspal ke dalamnya sesuai % berat (dilakukan di atas timbangan).
8.
Mencampur dan memanaskan agregat sambil diaduk hingga merata sampai suhu 1700C.
9.
Mengangkat wajan dan mendiamkan sebentar hingga suhu turun sampai suhu 1500C.
10. Melapisi dasar mould dengan kertas. 11. Menuangkan campuran ke dalammould hingga 1/3 dan meratakannya dengan spatula lalu menuangkan lagi hingga 2/3 tingginya kemudian meratakannya dengan spatula, dan menuangkan sisa campuran hingga memenuhi mould dengan suhu penuangan 150 0C. 12. Melapisi bagian atas mould dengan kertas kemudian memadatkan campuran dengan compactor (berat 5 kg) dimana masing-masing sisi 75 kali dengan suhu pemadatan berkisar 1300 C. 13. Mengangkat mould dan membiarkan hingga dingin 2 – 3 jam. 14. Mengeluarkan benda uji dari mould dengan dongkrak hidrolis setelah suhunya cukup dingin dan menamai benda uji.
Selanjutnya adalah job mix design untuk benda uji berbentuk balok : 1.
Mengambil material (CA, MA, FA, NS) secukupnya dikeringkan dalam oven dengan suhu 1500C atau dapat dipakai material hasil analisa saringan, sehingga tidak perlu diadakan pengayakan lagi tinggal penimbangan agregat yang diperlukan untuk pembuatan mould campuran.
2.
Apabila dipakai material baru, setelah di oven material disaring dengan saringan yang telah ditentukan ukurannya.
3.
Melakukan perhitungan komposisi berat masing-masing gradasi agregat untuk pembuatan 1 mould campuran dengan kadar aspal optimal.
4.
Menimbang wajan yang akan digunakan untuk pencampuran
27
5.
Menimbang agregat yang telah dicampur untuk 1 mould campuran (secara komulatif), artinya (mould campuran terdiri dari agregat CA, MA, FA, NS dengan komposisi berat yang telah dilakukan).
6.
Memanaskan aspal dengan suhu 1500C hingga cair.
7.
Memasukkan campuran agregat ke dalam wajan dan memanaskannya hingga suhu 150oC, kemudian menuangkan aspal ke dalamnya sesuai % berat (dilakukan di atas timbangan).
8.
Mencampur dan memanaskan agregat sambil diaduk hingga merata sampai suhu 1700C.
9.
Mengangkat wajan dan mendiamkan sebentar hingga suhu turun sampai suhu 1500C.
10. Menuangkan campuran ke dalam mould hingga 1/3 dan meratakannya dengan spatula lalu menuangkan lagi hingga 2/3 tingginya kemudian meratakannya dengan spatula, dan menuangkan sisa campuran hingga memenuhi mould dengan suhu penuangan 150 0C. 11. Memadatkan campuran dengan meletakkan pelat besi pada permukaan dan menggetarkannya dengan alat penggetar selama 10 detik setiap 10 cm. Penggetaran dilakukan sebanyak 2 kali pada permukaan. 12. Mengangkat mould dan membiarkan hingga dingin 2 – 3 jam. 13. Mengeluarkan benda uji dari mould dengan membuka baut pengancing.
Gambar 3.1. Benda uji balok
28
Pembuatan benda uji dilakukan dengan dua jenis gradasi yaitu untuk Asphalt Concrete (gradasi no V Menurut Standar Bina Marga 1983) dan untuk Thin Surfacing Hot Mix Asphalt (gradasi envelop menurut National Asphalt Pavement Association). Jumlah benda uji silinder yang akan digunakan tertera pada Tabel 3.1. berikut : Tabel 3.1. Jumlah benda uji 0% EVA
Aspal EVA optimum
UCS
-
3
BPT
1
1
ITS
-
3
Permeabilitas
-
3
ITSM
-
-
UCS
-
3
BPT
1
1
ITS
-
3
Permeabilitas
-
3
ITSM
3
3
JUMLAH
5
23
AC
TSHMA
3.5.
Pengujian Benda Uji
3.5.1. Pengujian Kekesatan Permukaan Berikut ini adalah prosedur pengujian kekesatan permukaan menggunakan BPT menurut SNI 4427-2008 : 1. Posisi Mendatar Meletakkan alat uji perlahan-lahan di atas lokasi titik yang akan diuji dengan cara mengatur posisi mendatar alat uji secara tepat atau memutar ketiga baut pengatur mendatar (Lihat Gambar 3.1. , keterangan No. 7 dan No. 13), sampai posisi gelembung air pada alat ukur penyipat datar (water pass) berada di tengah-tengah.
29
Gambar 3.2.Peralatan Pengujian Kekesatan Permukaan Perkerasan Keterangan : 1) Piringan skala ukur 2) Tombol pelepas bandul 3) Lingkaran skala perkerasan 4) Pengunci bandul 5) Baut diameter 0,95 cm 6) Pegangan penangkap 7) Baut kedudukan datar pada kaki depan 8) Baut pengunci naik-turun 9) Pegangan untuk pengangkat alat 10) Baut pengatur naik-turun 11) Pengunci sepatu (peluncur) 12) Karet peluncur untuk koefisien kekesatan 13) Baut penyetel kedudukan datar pada kaki belakang 14) Penyipat datar 15) Tombol kontrol untuk kedudukan tengah
30
2. Pengaturan Angka Nol a.
Menetapkan batang pendulum atau batang penguji pada posisi belum diturunkan.
b.
Menurunkan batang pendulum secara hati-hati dengan mengendorkan tombol pengunci naik-turun (No. 8) yang ada di belakang titik pusat pendulum, dan putar baut pengatur naik-turun (No. 10), sehingga bila bandul diayunkan dapat meluncur bebas pada permukaan yang akan diuji.
c.
Membiarkan peluncur karet menggantung bebas pada permukaan yang diuji.
d.
Mengencangkan tombol pengunci (No. 8).
e.
Menempatkan batang pendulum pada posisi terkunci dan siap untuk diluncurkan, dan memutar jarum penunjuk skala ukur berlawanan arah jarum jam sampai menyentuh sekrup pembatas pada batang pendulum.
f.
Menekan tombol pelepas bandul (No. 2) sehingga batang pendulum terayun bebas dan segera tangkap kembali saat berayun berbalik ke arah yang berlawanan. Mencatat angka yang tertera pada skala ukur (No. 1) yang ditunjuk oleh jarum penunjuk.
g.
Jika pembacaan belum menunjukkan angka nol, mengendorkan tombol pengunci naik-turun (No. 8) dan stel baut pengatur naik-turun (No. 10), ke atas atau ke bawah.
h.
Mengulangi kembali Butir e) sampai dengan Butir g) di atas sehingga jarum pembacaan menunjukkan angka nol pada skala ukur (No. 1).
3. Pengaturan Panjang Bidang Kontak Karet Peluncur
a. Persiapan 1) Dalam keadaan posisi batang pendulum menggantung bebas, menyelipkan pelat pembatas (spacer) di bawah peluncur karet dengan cara mengangkat handel alat. 2) Menurunkan bandul peluncur sehingga tepi karet peluncur hanya menyentuh permukaan yang akan diuji. 3) Mengencangkan baut pengunci naik-turun (No. 8, pada Gambar 4), angkat handel alat dan singkirkan pelat pembatas.
31
b. Pengukuran panjang bidang kontak 1) Mengangkat handel alat dan gerakan batang pendulum ke kanan, menurunkan bandul peluncur dan gerakan batang pendulum pelan-pelan ke kiri sehingga karet peluncur menyentuh permukaan uji. 2) Menempatkan mistar pengukur panjang bidang kontak di sebelah karet peluncur sejajar arah gerakan bandul pendulum untuk memeriksa panjang bidang kontak. 3) Mengangkat karet peluncur dengan mengangkat handel alat, dan menggerakan ke arah kiri, kemudian menurunkan pelan-pelan sampai tepi karet peluncur berhenti pada permukaan uji. 4) Jika panjang bidang kontak belum mencapai antara 124 mm dan 127 mm untuk pengujian permukaan yang datar, atau antara 75 mm dan 78 mm untuk benda uji lengkung, mengatur baut pengatur datar bagian depan (No. 7). Panjang bidang kontak dapat pula diatur dengan meninggikan atau merendahkan batang pendulum dengan mengatur baut pengatur naik-turun (No. 10). 5) Jika kedudukan alat uji bergeser dan tidak mendatar akibat pengaturan tersebut di atas, maka mengulangi dari awal. 6) Mengangkat batang pendulum pada posisi siap diluncurkan, putar jarum penunjuk pada posisi menyentuh sekrup pembatas batang pendulum, dan alat siap untuk digunakan. 4. Cara Uji a. Membasahi permukaan uji dengan air yang cukup dan ratakan dengan kuas. Melakukan beberapa kali peluncuran bandul sampai mendapatkan hasil yang konsisten, tetapi tidak perlu dicatat. CATATAN : Selama peluncuran batang pendulum, segera tangkap ketika batang pendulum berbalik arah. Pada saat memulai lagi peluncuran, angkat alat uji untuk mencegah kontak antara karet peluncur dengan permukaan uji. Setiap peluncuran batang bandul, jarum penunjuk sebelumnya harus dikembalikan pada posisi sampai menyentuh sekrup pembatas batang pendulum. b. Mengukur temperatur pada permukaan yang berdekatan dengan benda uji, dengan cara memberi air atau membasahi permukaan agar kontak penuh
32
dengan dasar termometer, kemudian catat termperaturnya. Bila sudah menunjukkan angka yang tetap, pengujian siap dilakukan. c. Membasahi kembali permukaan uji dan lakukan peluncuran batang pendulum sebanyak 4 kali. Membasahi kembali setiap kali sebelum peluncuran dan mencatat hasilnya. CATATAN : Melakukan 4 kali peluncuran untuk peluncur karet alam atau 5 kali peluncuran untuk karet sintetis yang ditentukan dalam AASHTO M 261. Selama peluncuran bandul harus dilakukan dengan hati-hati, sehingga peluncuran sejajar dengan permukaan yang diuji dan tidak miring agar karet peluncur tidak hanya menyentuh salah satu sisi bidang kontak. Bila terpasang miring, maka data yang diperoleh memberikan indikasi pembacaan BPN yang keliru. Untuk mengurangi masalah ini dapat dilakukan dengan cara menyelipkan per klip kecil pada slot sebagaimana diperlihatkan pada Gambar 3.2. Per klip tersebut akan tetap diam pada pelat punggung peluncur.
Gambar 3.3. Per Klip dan Per untuk Mengatur Peluncur Karet
d. Mengecek kembali panjang bidang kontak e. Mengecek kembali pengaturan angka nol
3.5.2. Pengujian Unconfined Compressive Strength (UCS) Langkah yang dilakukan pada pengujian ini adalah sebagai berikut : 1.
Meletakkan benda uji pada alat uji.
2.
Mencatat hasil yang didapat
3.
Melakukan perhitungan dengan rumus
33
3.5.3. Pengujian Indirect Tensile Strength (ITS) Indirect Tensile Test dilaksanakan dengan prosedur menurut BB:99/108553 BS EN 12697-23 “ Determination of Indirect Tensile Strength of Bitumenous Specimens” (BSI 1999). Pengujian ini dilakukan dengan suhu standar yaitu pada suhu 30ºC. Pengujian ITS dapat dilakukan dengan langkah sebagai berikut : 1.
Membersihkan benda uji dari kotoran yang menempel
2.
Mengkondisikan suhu ruang pengujian dan benda uji sesuai suhu yang dikehendaki
3.
Meletakkan benda uji pada alat uji ITS, diberikan pembebanan standar marshall test sampai dengan jarum penunjuk dial tensile strength diam dan kemudian berbalik arah
4.
Membaca dial ITS, deformasi horisontal kanan dan kiri, dan deformasi vertical pada dial flow
3.5.4. Pengujian Permeabilitas Prosedur pengujian permeabilitas dilakukan dengan menggunakan AF – 16 secara manual, (Buku Pedoman Manual Penggunaan Alat Permeabilitas Tipe AF – 16). Pengujian permeabilitas mencakup empat hal yaitu: pemasangan bejana rembesan, pengaliran air, pengujian dan penyelesaian. Berikut adalah langkah- langkah pengujian permeabilitas : 1.
Pemasangan bejana rembesan 1) Melepaskan sekrup dan baut pada 8 posisinya, yang mengencangkan bejana penyerap dan penutup, kemudian lepaskan penutupnya. 2) Memasang cincin O pada permukaan bawah penutup, hati – hati jangan sampai rusak. 3) Memasukkan plat berlubang dan batu pori kedalam bejana penyerap 4) Mengatur letak benda uji yang telah dipersiapkan sehingga terletak ditengah batu pori. 5) Mengisi celah antara benda uji dan permukaan dalam bejana dengan lilin/paraffin.
34
6) Memasang tutup bejana penyerap pada bejana (periksa apakah cincin O sudah terpasang), kemudian kencangkan dengan sekrup dan baut pada 8 posisinya. 2.
Supply air 1) Membuka katup suplai air dan ventilasi udara, hubungkan pipa karet penyuplai air pada ujung atas katup, kemudian alirkan air. 2) Mengecek ketinggian air dalam tangki dengan ketinggian tabung skala akumulasi tekanan tangki air. Untuk menurunkan konsumsi gas, isilah air sebanyak mungkin kedalam tangki. 3) Menutup katup suplai air dan ventilasi udara, bila air terisi penuh. 4) Memutar katup pengatur tekanan berlawanan arah jarum jam, kemudian membuka lubang suplay tekanan pada bagian atas silinder nitrogen, tekanan tertingginya akan ditunjukkan pada (skala) alat ukur tekanan (150 kg/cm2). 5) Membuka katup suplai tekanan, memutar katup pengatur tekanan untuk menghimpun tekanan 2 – 3 kg/cm2 (petunjuk 50 kg/cm2 pada alat ukur tekanan). 6) Membuka ventilasi udara dari bejana penyerap, kemudian buka katup sumber suplai dan katup suplai untuk menyuplai air. 7) Memeriksa apakah udara ikut keluar bersama air saat air meluap melalui ventilasi udara, kemudian tutup katup suplai dan tutup ventilasi udara. 8) Segera memasang silinder pemgukur dibawah pipa pengumpul air.
3.
Pengujian 1) Memeriksa apakah katup suplai tertutup. Bila uji tekanan menunjukkan 10 kg/cm2 atau lebih, biarkan keadaan katup penghenti tertutup. 2) Mengatur pengujian tekanan yang dikehendaki dengan memutar katup pengatur tekanan searah jarum jam. 3) Apabila penentuan tekanan lebih besar dari tekanan uji yang dikehendaki, maka tutup katup pengatur samping, buka ventilasi udara akumulasi tekanan tangki air untuk menurunkan tekanan menjadi lebih rendah dari tekanan uji, kemudian tutuplah ventilasi udara. Buka lagi
35
katup dan periksa katup pengatur tekanan untuk menentukan tekanan uji dengan benar. 4) Membuka katup suplai untuk memberikan tekanan pada benda uji. 5) Apabila air yang menetes dari pipa pengumpul sudah konstan, kemudian mengukur waktu yang diperlukan air terkumpul pada tabung pengukur sebanyak 1.000 cm3. 4.
Penyelesaian 1) Menutup katup suplai, tutuplah katup pengatur tekanan ke samping berlawanan arah jarum jam untuk mengembalikan pada posisi 0. 2) Membuka ventilasi udara untuk melepaskan tekanan, setelah jarum penunjuk kembali ke 0, tutuplah semua katup. 3) Membuka ventilasi udara bejana penyerap, lepas bejananya, ambil benda uji, kemudian bersihkan peralatannya.
Kemudian dilakukan perhitungan dengan menggunakan rumus. Dengan memasukkan data – data yang diperoleh dari percobaan dengan alat permeabilitas AF – 16. 3.5.5. Pengujian Indirect Tensile Stiffness Modulus (ITSM) Pengujian ITSM dilakukan dengan langkah sebagai berikut : 1.
Membersihkan benda uji dari kotoran yang menempel.
2.
Mengkondisikan suhu ruang dan benda uji sesuai dengan suhu yang dikehendaki.
3.
Mengatur besarnya beban yang akan dikenakan pada benda uji sehingga nilai koefisien varian kurang dari 5%.
4.
Mengisi data-data benda uji pada computer.
Selama pengujian, waktu dihitung mulai dari pembebanan pertama sampai dengan angka maksimum yang telah diatur pada 124 +/- 4 ms. Data yang dihasilkan pada tes ini langsung menunjukkan nilai Stiffness modulus pada sampel.
36
3.6. Analisis Data Pada penelitian dilakukan pengujian kekesatan permukaan, permeabilitas, ITS, UCS, dan ITSM pada gradasi AC dan TSHMA dengan menggunakan aspal modifikasi EVA dan aspal pen 60/70 untuk mendapatkan data-data yang selanjutnya dilakukan perhitungan dengan rumus-rumus sesuai dengan pengujian yang dilakukan. Hasil dari perhitungan selanjutnya dibandingkan satu sama lain sesuai dengan pengujian masing-masing. Sehingga akan diketahui gradasi dan aspal yang mempunyai nilai terbaik serta akan terlihat pengaruh dari aspal modifikasi EVA baik pada AC maupun TSHMA terhadap setiap uji.
37
3.7. Diagram Alir Penelitian MULAI
Mencari referensi terkait
Persiapan alat dan bahan
Pemeriksaan bahan
Pembuatan benda uji AC
Pembuatan benda uji TSHMA
Pembuatan benda uji AC
Pembuatan benda uji TSHMA
Pengujian benda uji
Pengujian benda uji
1. 2. 3. 4.
1. 2. 3. 4. 5.
Pengujian Kekesatan Pengujian UCS Pengujian ITS Pengujian Permeabilitas
Pengujian Kekesatan Pengujian UCS Pengujian ITS Pengujian Permeabilitas Pengujian ITSM
Analisis dan Pembahasan Membandingkan semua hasil pengujian pada AC aspal pen 60/70, TSHMA aspal pen 60/70, AC aspal modifikasi EVA dan TSHMA aspal modifikasi EVA Kesimpulan
SELESAI
Gambar 3.4. Diagram Alir Penelitian
