BAB III METODE PENELITIAN
3.1. Metode Penelitian Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen, yaitu metode yang dilakukan dengan mengadakan kegiatan percobaan untuk mendapatkan data. Data tersebut diolah dengan alat bantu berupa program microsoft excel untuk mendapatkan hasil data karakteristik daspal yang akan dibandingakan dengan aspal konvensioanl dan asbuton untuk dibuat kesimpulan sifat-sifat dari daspal. Persyaratan dan prosedur yang dipakai mengacu kepada peraturan Standar Nasional Indonesia (SNI). Tujuan penelitian ini adalah mengetahui nilai Indirect Tensile Strength, Unconfined Compressive Strength, dan permeabilitas campuran daspal. 3.2. Lokasi Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Jalan Raya Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3.3. Teknik Pengumpulan Data Teknik pengumpulan data dilaksanakan dengan metode eksperimental terhadap beberapa benda uji yang diuji di laboratorium. Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data primer. 3.3.1. Data Primer Data primer adalah data yang dikumpulkan secara langsung melalui serangkaian kegiatan percobaan yang dilakukan sendiri dengan mengacu pada petunjuk manual yang ada, misalnya dengan mengadakan pengujian secara langsung.
20
21
Data- data yang termasuk data primer adalah: a. Data hasil pengujian Unconfined Compressive strength (UCS) daspal b. Data hasil pengujian Indirect tensile strength (ITS) daspal c. Data hasil pengujian permeabilitas daspal 3.2.2. Data Sekunder Data sekunder merupakan data yang didapatkan secara tidak langsung atau berdasarkan penelitian yang sudah dilakukan. Data sekunder yang dipakai dalam penelitian ini, yaitu: 1. Data pemeriksaan agregat 2. Kadar daspal optimum 3. Data pengujian ITS asbuton 4. Data pengujian ITS aspal pen 60/70 5. Data pengujian UCS asbuton 6. Data pengujian UCS aspal pen 60/70 7. Data pengujian permeabilitas asbuton 8. Data pengujian permeabilitas aspal pen 60/70 3.4. Peralatan dan Bahan Penelitian 3.4.1. Peralatan Penelitian Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain: a.
Oven dan pengatur suhu
b.
Timbangan triple beam
c.
Satu set ayakan beserta sieve shaker
d.
Alat pembuat briket campuran daspal 1) Satu set cetakan (mould) yang berbentuk silinder dengan diameter 101,45 mm, tinggi 80 mm lengkap berikut plat atas dan leher sambung. 2) Satu set compactor yang terdiri dari alat penumbuk dan landasan pemadat. 3) Dongkrak hidrolis (hydraulic jack)
22
e.
Jangka Sorong dan satu set water bath
f.
Satu set alat uji kuat tarik tidak langsung, terdiri dari : 1) Kepala penekan yang berbentuk balok 2) Arloji tekan
g.
Satu set alat uji kuat tekan bebas
h.
Satu set alat uji Permeabilitas Tipe AF-16, terdiri dari : 1) Alat ukur tekanan 2) Tabung gas Nitrogen (N2) 3) Tangki air pengumpul tekanan 4) Bejana rembesan 5) Tabung pengukur 1000 cc
3.4.2. Bahan Penelitian Bahan yang digunakan dalam penelitian antara lain: 1) Getah Damar Getah damar yang digunakan adalah getah damar selo yang didapatkan di pasar Kotagede dalam bentuk serbuk yang dikemas dalam plastik cap kumbang. Penggunaan getah damar jenis ini didasarkan pada resep asli para perajin perak selain karena harganya yang jauh lebih murah dibandingkan dengan getah damar jenis lainnya 2) Serbuk Bata Serbuk batu bata didapatkan dari Singosaren, Bantul, Yogyakarta berasal dari pembongkaran/renovasi rumah. Serbuk bata ini tidak dapat langsung digunakan untuk pembuatan daspal, bahan harus dijemur terlebih dahulu hingga kering kemudian bahan ini dihaluskan lagi menggunakan mortar/ulekan. Setelah halus, serbuk bata disaring menggunakan saringan ½”, #4, #8, #30, #50, no. 100, no. 200, dan pan. Serbuk bata yang lolos saringan no. 200 dan tertahan pan digunakan untuk pembuatan daspal dengan butir serbuk bata terbesar 0,075 mm. Untuk bahan yang tidak lolos saringan no. 200 dihaluskan kembali menggunakan mortar/ulekan.
23
3) Minyak Goreng Minyak goreng yang digunakan adalah minyak goreng kualitas rendah dan tak bermerek dibeli di Pasar Gedhe, Surakarta. Nantinya minyak goreng ini akan digunakan untuk menggoreng dengan dibatasi dua kali pemakaian, setelah itu minyak goreng bekas ini disaring dan digunakan untuk pembuatan bahan daspal. 4) Agregat kasar Agregat kasar yang digunakan dalam penelitian adalah agregat dari PT. Pancadarma yang merupakan kontraktor jalan yang ada di Surakarta. Tujuan dari penggunaan agregat kasar dari PT. Pancadarma yaitu supaya menyesuaikan agregat yang sudah sering digunakan pada proyek jalan di Surakarta dan sekitarnya. 5) Agregat halus Agregat halus yang digunakan dalam penelitian adalah berasal dari PT. Pancadarma yang merupakan kontraktor jalan yang ada di Surakarta. Tujuan dari penggunaan agregat halus dari PT. Pancadarma yaitu supaya menyesuaikan agregat yang sudah sering digunakan pada proyek jalan di Surakarta dan sekitarnya.
3.5. Pembuatan Benda Uji Penelitian ini menggunakan daspal. Jenis pengujian pada penelitian ini adalah pengujian kuat tarik tidak langsung, pengujian kuat tekan bebas, dan pengujian permeabilitas dengan kadar daspal optimumnya diambil dari penelitian sebelunya. Jumlah benda uji yang dibuat sebagai berikut: Tabel 3.1. Jumlah benda uji untuk UTS, ITS, dan Permeabilitas dengan kadar daspal optimum Pengujian UCS ITS Permeabilitas
Jumlah benda uji 12 12 12
Pembuatan benda uji dibagi beberapa tahap sebagai berikut:
24
1. Persiapan Mempersiapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam penelitian 2. Penentuan Spesifikasi Agregat
Tabel 3.2. Spesifikasi Agregat Spec VII No. Campuran Gradasi Tebal Padat (mm)
VII Rapat 40-50 % Berat yang Lolos Ukuran Saringan Saringan 1 ½” 1 ¾” 100 ½” 80 – 100 3/8” No. 4 54 – 72 No. 8 42 – 58 No. 30 26 – 38 No. 50 18 – 28 No. 100 12 – 20 No. 200 6 – 12 (sumber: SNI 03-1737-1989)
3. Pembuatan Bahan Daspal Pemeriksaan daspal meliputi penetrasi, titik lembek, titik nyala, titik bakar, daktilitas, berat jenis, kelekatan daspal pada agregat dan viskositas. Sebelum dilakukan pemeriksaan terhadap daspal terlebih dahulu dilakukan pembuatan daspal dengan tahapan sebagai berikut: a.
Mempersiapkan kompor, wajan yang agak tebal, dan sutil besi. Wajan dan sutil harus dalam keadaan kering
b.
Mempersiapkan damar, dan serbuk bata sesuai dengan takaran rencana. Mencampurkan terlebih dahulu damar dan serbuk bata dengan merata, sebelum dimasukan kedalam wajan untuk dimasak. Kemudian membuang kotoran yang terdapat dalam serbuk bata dan damar. Semuanya harus dalam keadaan kering
25
c.
Mempersiapkan minyak goreng sesuai dengan takaran rencana
d.
Meletakan wajan diatas kompor, kemudian masukkan campuran damar dan serbuk bata kedalam wajan, selanjutnya menyalakan kompor
e.
Memasukan minyak goreng kedalam campuran damar dan serbuk bata dilakukan dengan cara: 1) Mencampurkan terlebih dahulu 1/3 takaran minyak goreng rencana pada saat awal memulai memasak. Kemudian mencampurnya hingga merata 2) Pada saat campuran damar dan serbuk bata mulai menggumpal, kita tambahkan lagi 1/3 takaran minyak goreng rencana. Kemudian mencampurnya hingga merata 3) Pada saat campuran damar dan serbuk bata sudah mencair, kita tambahkan lagi 1/3 takaran minyak goreng rencana. Kemudian mencampurnya hingga merata
f.
Pada suhu campuran damar mencapai 200oC, pemasakan campuran dihentikan. Sehingga daspal selesai diolah
g.
Pada saat suhu daspal mencapai 150 °C, daspal dituangkan ke dalam cawan cetakan, ataupun media pengujian lainnya sehingga daspal siap digunakan sebagai bahan untuk diuji.
4. Pembuatan Benda Uji 1) Pra Pemadatan a. Job mix design, meliputi perhitungan jumlah agregat dan kadar daspal optimum yang digunakan pada campuran b. Mencampur agregat dan daspal sesuai dengan hasil job mix design c. Mengaduk campuran sampai merata pada suhu ruang. d. Memasukkan campuran ke dalam mold yang telah disiapkan dengan melapisi bagian bawah mold dengan kertas. 2) Pemadatan: a. Campuran dipadatkan dengan alat pemadat manual sebanyak 75 kali untuk masing-masing sisinya b. Memberi penomoran pada masing-masing benda uji
26
c. Selanjutnya benda uji didiamkan pada suhu ruang beberapa saat. Hal ini dilakukan agar campuran benar-benar menyatu di dalam mold. 3) Pasca pemadatan: a. Benda uji dikeluarkan dari mold dengan menggunakan dongkrak. b. Mendiamkan benda uji pada suhu ruang sampai permukaan benda uji telah kering dan mengeras. 3.6. Pengujian Pengujian kuat tarik tidak langsung (ITS), pengujian kuat tekan bebas (UCS), dan pengujian permeabilitas. 3.7.1. Uji Permeabilitas Pada uji permeabilitas daspal menggunakan empat variasi daspal yang berbeda, dan dari satu variasi terdiri dari tiga benda uji. Data dimensi benda uji permeabilitas dapat dilihat pada Tabel 3.3. Tabel 3.3. Data Dimensi Benda Uji Permeabilitas Kode Benda Uji
Tinggi (cm)
Diameter (cm)
A1
5,970
10,170
A2
5,915
10,170
A3
5,925
10,170
B1
5,920
10,170
B2
5,853
10,170
B3
5,828
10,170
C1
5,920
10,170
C2
5,925
10,170
C3
6,080
10,170
D1
6,033
10,170
D2
5,985
10,170
D3
6,138
10,170
27
Dalam penelitian Permeabilitas, prosedur pengujian dilakukan dengan menggunakan AF-16 secara manual berdasarkan “Buku Pedoman Manual Penggunaan Alat Permeabilitas Tipe AF-16.” Dalam pengujian permeabilitas mencakup 4 (empat) hal yaitu pemasangan bejana rembesan, pengaliran air, pengujian, dan penyelesaian. a. Pemasangan bejana rembesan 1) Melepaskan sekrup dan baut pada 8 posisinya,
yang
mengencangkan bejana penyerap dan penutup, kemudian melepaskan penutupnya. 2) Memasang cincin O pada permukaan bawah penutup, hati-hati jangan sampai rusak. 3) Memasukkan plat berlubang dan batu pori ke dalam bejana penyerap (lihat gambar 3.1). 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. 6) Memasang tutup bejana penyerap pada bejana (periksa apakah cincin O sudah terpasang), kemudian mengencangkan dengan sekrup dan baut pada 8 posisinya. b. Suplai Air (gambar 3.1) 1) Membuka katup suplai air (4) dan ventilasi udara (5), menghubungkan pipa karet pensuplai air pada ujung atas katup (4), kemudian mengalirkan air. 2) melihat ketinggian air dalam tangki dengan ketinggian tabung skala akumulasi tekanan tangki air (7). Untuk menurunkan konsumsi gas, mengisi air sebanyak mungkin ke dalam tangki. 3) Bila air diisi penuh, jangan lupa menutup katup suplai air (4) dan ventilasi udara (5).
28
4) Memutar katup pengatur tekanan (2) berlawanan arah jarum jam, kemudian membuka lubang suplai tekanan pada bagian atas silinder nitrogen (1), tekanan tertingginya akan ditunjukkan pada (skala) alat ukur tekanan (150 kg/cm²). 5) Membuka katup supla tekanan (3), memutar katup pengatur tekanan (2) untuk menghimpun tekanan 2-3 kg/cm² (petunjuk 50 kg/cm² pada alat ukur tekanan). 6) Membuka ventilasi udara dari bejana penyerap (10), kemudian membuka katup sumber suplai (8) dan katup suplai (11) untuk mensuplai air. 7) Menutup katup suplai (11) dan menutup ventilasi udara. 8) Memasang silinder pengukur (13) di bawah pipa pengumpul air.
c. Pengujian (gambar 3.1) 1) Katup suplai (11) dalam kondisi tertutup. Bila uji tekanan menunjukkan 10 kg/cm² atau lebih, katup penghenti masih tetap dalam kondisi tertutup (12). 2) Mengatur pengujian tekanan yang dikehendaki dengan memutar katup pengatur tekanan (2) searah jarum jam. Catatan: Terdapat selisih waktu antara kerja katup pengatur tekanan (2) dan gerakan jarum jam penunjuk skala tekanan. Oleh karenanya satu kali operasi katup pengatur tekanan dianggap selisih setelah mencapai tekanan yang dikehendaki, dan saat mengamati gerakan jarum penunjuk setelah posisinya tetap perlahan-lahan putar lagi katup pengatur tekanan searah jarum jam untuk mengatur tekanan uji. 3) Apabila penentuan tekanan lebih besar dari tekanan uji yang dikehendaki, maka menutup katup pengatur samping (2), membuka ventilasi udara (5) akumulasi tekanan tangki air untuk menurunkan tekanan menjadi lebih rendah dari tekanan uji, kemudian menutup ventilasi udara. Membuka lagi katup dan
29
periksa katup pengatur tekanan (2) untuk menentukan tekanan uji dengan benar. 4) Membuka katup suplai (11) 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 1000 cm³. Penyelesaian 6) Menutup katup suplay (11), menutup katup pengatur tekanan ke samping (2) berlawanan arah jarum jam untuk mengembalikan pada posisi 0. 7) Membuka ventilasi udara (5) untuk melepaskan tekanan, setelah jarum penunjuk kembali ke 0, menutup semua katup. 8) Membuka ventilasi udara bejana penyerap (10), melepas bejananya, mengambil benda uji, kemudian membersihkan peralatanya. Selanjutnya dilakukan perhitungan dengan menggunakan rumus 2.4 dengan memasukkan data-data yang diperoleh dari percobaan dengan alat permeabilitas AF-16.
1.
e. 1.
Buk a ven tilas i
0. 2.
jarum
udGambar 3.1. Detail alat uji permeabilitas tipe AF-16
30
3.7.2. Uji Indirect Tensile Strength (ITS) Untuk uji kuat tarik tidak langsung menggunakan jumlah sampel yang sama dengan uji permeabilitas yaitu empat variasi daspal, dan dari satu variasi terdiri dari tiga benda uji. Pengujian ini dilakukan pada suhu ruang. Data dimensi benda uji kuat tarik tidak langsung dapat dilihat pada Tabel 3.4. Tabel 3.4. Data Dimensi Benda Uji Kuat Tarik Tidak Langsung Kode Benda Uji
Tinggi (cm)
Diameter (cm)
A1
6,00
10,14
A2
5,90
10,14
A3
5,90
10,14
B1
5,90
10,14
B2
5,90
10,14
B3
5,80
10,14
C1
5,90
10,14
C2
5,90
10,14
C3
6,10
10,14
D1
6,00
10,14
D2
6,20
10,14
D3
6,10
10,14
Pengujian kuat tarik tidak langsung dilakukan dengan alat marshall modifikasi yang terdapat di Laboratorium Jalan Raya Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Gambar alat untuk pengujian kuat tarik tidak langsung dapat dilihat pada Gambar 3.2.
31
udGambar 3.2. Alat uji ITS Langkah dalam pengujian ini adalah sebagai berikut : 1) Membersihkan benda uji dari kotoran yang menempel. 2) Mengkondisikan suhu ruang untuk pengujian. 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. 5) Kemudian
dilakukan
perhitungan
dengan
menggunakan
persamaan rumus 2.1.
3.7.3. Uji Unconfined Compressive Strength (UCS) Jumlah sampel yang digunakan untuk uji kuat tekan bebas adalah dua belas,terdiri dari empat variasi daspal, dan dari satu variasi daspal terdapat tiga benda uji. Pengujian ini dilakukan pada suhu
32
ruang. Data dimensi benda uji kuat tekan bebas dapat dilihat pada Tabel 3.5. Tabel 3.5. Data Dimensi Benda Uji Kuat Tekan Bebas Kode Benda Uji
Tinggi (cm)
Diameter (cm)
A1
6,025
10,17
A2
6,048
10,17
A3
6,005
10,17
B1
5,965
10,17
B2
6,065
10,17
B3
5,900
10,17
C1
6,014
10,17
C2
5,918
10,17
C3
6,025
10,17
D1
6,158
10,17
D2
6,175
10,17
D3
6,073
10,17
Pengujian kuat tekan bebas dilakukan dengan alat Universal Testing Machine (UTM) yang terdapat di Laboratorium Material Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Gambar alat Universal Testing Machine (UTM) dapat dilihat pada Gambar 3.3.
33
QGambar 3.3. Universal Testing Machine (UTM) Alat Uji Kuat Tekan Bebas Untuk pengujian kuat tekan bebas (unconfined compressive strength) dilakukan dengan menggunakan alat uji kuat desak yang terdapat di Laboratorium Material Teknik Mesin Fakultas Teknik UNS Surakarta. Langkah-langkah pengujiannya adalah sebagai berikut : 1) Meletakkan benda uji pada suhu ruang. 2) Menyalakan alat uji kuat desak 3) Meletakkan benda uji secara perlahan-lahan diantara penjepit pada alat uji kuat desak. 4) Menurunkan beban secara perlahan-lahan sampai menekan permukaan benda uji, lalu melanjutkannya hingga mencapai beban maksimum kegagalan (failure). 5) Mencatat besarnya beban maksimum dari tiap benda uji. 6) Melakukan analisis perhitungan kuat tekan bebas (unconfined compressive strength) dengan rumus. 2.2.
34
3.7. Diagram alir kegiatan
Gambar 3.4. Diagram Alir Kegiatan
