BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Umum Metodologi penelitian pada penulisan ini merupakan serangkaian penelitian melalui uji marshall dan uji perendaman serta analisa terhadap hasil pengujian di laboorataorium untuk mendapatkan suatu kesimpulan . Adapun tahapan pelaksanaan pekerjaan selama penelitian di laboratorium adalah sebagai berikut: 1. Persiapan sabut kelapa 2. Pemeriksaan material yang akan digunakan (aspal minyak pen 60/70) 3. Pembuatan benda uji dengan kadar aspal + serat sabut kelapa 0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5% 4. Pembuatan benda uji dengan kadar aspal + BNA (70/30,75/25,80/20) 5. Uji marshall untuk menentukan kadar aspal optimum. 6. Uji marshall untuk menentukan nilai fleksibilitas dan stabilitas. 7. Uji perendaman
3.2 Diagram Alir Diagram alir dari program kerja selama pengujian di laboratorium perkerasan jalan Program Studi Teknik Sipil Universitas Mercu Buana dapat dilihat dari gambar berikut :
III-1
PERSIAPAN BAHAN
SABUT KELAPA
ASPAL PEN 60/70
BNA + ASPAL PEN 60/70
AGREGAT
ANALISA KARAKTERISTIK
RANCANGAN CAMPURAN ASPAL PEN 60/70 + SABUT KELAPA Variasi kadar Sabut Kelapa 0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%
ANALISA KARAKTERISTIK ASPAL BERSERAT
KADAR OPTIMUM ASPAL BERSERAT
CAMPURAN BERSERAT OPTIMUM + BNA + ASPAL PEN 60/70 Variasi kadar Campuran Berserat Optimum 70/30,75/25,80/20
ANA LISA KARAKTERISTIK CAMPURAN (ASPAL MINYAK MODIFIER)
MERANCANG CAMPURAN OPTIMUM DENGAN UJI MARSHALL Variasi kadar Aspal Minyak Modifier 5%,6%,6.5%,7%
UJI BEBAN STATIK UJI MARSHALL, PERENDAMAN MARSHALL
ANALISA DAN PEMBAHASAN
KESIMPULAN & SARAN
Gambar 3.1 Diagram Alir
III-2
3.3 Pengujian Sifat Fisik Agregat Pada tahap awal pengujian bahan dilakukan terhadap agregat dengan analisa saringan. Pengujian terhadap agregat dilakukan untuk mengetahui karakteristik yang dimiliki oleh agregat yang selanjutnya digunakan untuk keperluan perencanaan campuran aspal. 3.3.1
Pengujian Sifat Fisik Agregat Kasar
Pengujian sifat fisik agregat kasar meliputi beberapa pengujian yang terdiri dari : 1. Pemeriksaan berat jenis dan penyerapan agregat kasar Pengujian berat jenis dimaksudkan untuk menentukan berat jenis curah (bulk), berat jenis permukaan jenuh (saturated surface dry), berat jenis semu (apparent specific gravity) serta penyerapan agregat kasar. Pemeriksaan ini berdasarkan SNI 03- 1969 – 1990. Adapun pengertian istilah tersebut adalah sebagai berikut :
a. Berat jenis curah (bulk specific gravity) adalah perbandingan antara berat agregat kering dan berat air suling yang isinya sama dengan isi agregat dalam keadaan jenuh air pada suhu tertentu. Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut :
Berat jenis curah =
b. Berat Jenis permukaan jenuh (SSD) adalah perbandingan antara berat agregat jenuh kering permukaan dan berat air suling yang isinya sama dengan isi sgregat dalam keadaan jenuh kering permukaan pada suhu tertentu. Rumus yang digunakan sebagai berikut : III-3
Berat jenis permukaan jenuh =
c. Berat jenis semu (apparent) adalah perbandingan antara berat agregat kering dan air suling yang isi nya sama dengan isi sgregat dalam keadaan kering pada suhu tertentu. Umus yang digunakan adalah sebagai berikut :
Berat jenis semu =
d. Pengujian penyerapan air yaitu presentase berat air yang dapat diserap oleh pori terhadap berat agregat kering. Rumus yang digunakan :
Penyerapan =
Keterangan : Bk = Berat benda uji kering
(gram)
Bj = Berat benda uji permukaan jenuh
(gram)
Ba = Berat benda uji permukaan jenuh didalam air (gram)
Percobaan ini dilakukan di laboratorium Jalan Raya Universitas Mercubuana, cara melakukan : 1. Cuci benda uji untuk menghilangkan debu atau bahan – bahan lain yang melekat pada permukaan
III-4
2. Keringkan benda uji dalam oven pada suhu kamar selama 1-3 jam,kemudian ditimbang (Bk) 3. Rendam benda uji dalam air selama 24 jam 4. Keluarkan benda uji ari air, kemudian lap dengan menggunakan kain lap, sampai air permukaan agregat hilang (SSD) 5. Timbang benda uji kering permukaan jenuh (Bj) 6. Letakkan benda uji didalam kerangjang, kemudian ditimbang dalam air (Ba)
2. Pengujian Keausan dengan mesin Los Angeles. Percobaan ini dilakukan di laboratorium Jalan Raya Universitas Mercubuana, cara melakukan : 1. Siapkan benda uji tertahan saringan ½ lolos saringan no ¾ ambil sebanyak 5000 gram 2. Masukan kedalam mesin los angeles dan putar mesin sampai 500 putaran 3. Selesai kemudian ambil dan saring menggunakan saringan no ½, kemudian ditimbang. Pengujian keausan agregat terhadap kehancuran dapat diperiksa dengan menggunakan percobaan Abrasi Los Angeles, dimana gradasi dan berat yang telah ditetapkan dumasukan bersama dengan bola baja (jumlah bola yang tergantung dari tipe gradasi yang digunakan) kedalam mesin los angeles setelah itu diputar dengan kecepatan 30/33 rpm selama 500 putaran. Nilai akhir dari hasil pengujian keausan dinyatakan dalam persen, merupakan hasil perbandingan. Antara berat benda uji semula dengan berat benda uji tertahan saringan no.12 sesudah percobaan dengan berat benda uji semula. Prosedur pemeriksaan ini berdasarkan SNI.03 – 2417 – 1991
III-5
3. Kelekatan agregat terhadap aspal Kelekatan agregat terhadap aspal merupakan perbandingan luas permukaan batuan yang tertutup aspal terhadap keseluruhan luas permukaan. Hal ini perlu diperiksa untuk mengetahui tingkat kelekatan agregat terhadap aspal yang dipergunakan. Prosedur pemeriksaanny berdasarkan SNI M – 28 – 1990 – F.
4. Benturan Agregat (impact) Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk memperoleh besaran atau angka ketahanan agregat terhadap benturan atau tumbukan yang mungkintimbul karena proses pencampuran, pemadatan, repertisi beban lalu lintas dan disintgrasi (penghancuran) yang terjadi dimana pelayanan jalan tersebut.
3.3.2
Pengujian Sifat fisik Agregat Halus
Percobaan ini dilakukan di laboratorium Jalan Raya Universitas Mercubuana,cara melakukan : 1. Ambil agregat halus (lolos saringan no.4) sebanyak 1000 gram lebih untuk 2 kali percobaan. 2. Keringkan dalam oven, kemudian direndam dalam air selama 24 jam. 3. Setelah 24 jam buang air perendam, kemudian dilakukan pengeringan dengan cara dibolak – balik hingga keadaan kering jenuh (SSD) 4. Periksa keadaan kering permukaan jenuh dengan mengisikan benda uji kedalam kerucut puncung, padatkan dengan batang penumbuk sebanyak 25 kali tumbukan dan angkat. Keadaan kering permukaan jenuh tercapai bila benda uji runtuh tapi masih dalam keadaan tercetak.
III-6
5. Setelah itu masukan sampel sebanyak 500 gram kedalam piknometer,masukkan air suling sebanyak 90% isi piknometer, putar sambil diguncang sampai tidak terlihat gelembung udara lagi 6. Timbang piknometer berisi air dan benda uji (Bt) 7. Keluarkan benda uji kemudian timbang (Bk) 8. Tentukan berat piknometer berisi air penuh an timbang (B)
Adapun rumus-rumus yang digunakan : A. Berat jenis curah (bulk)
Berat jenis curah =
B. Berat jenis kering permukaan jenuh (SSD)
Berat kering permukaan jenuh (SSD) =
C. Berat jenis semu (apparent)
Berat jenis semu (apaarent) =
D. Penyerapan
Penyerapan =
III-7
Keterangan : Bk = Berat benda uji kering oven
(gram)
Bj = Berat piknometer berisi air
(gram)
Bt = Berat piknometer berisi benda uji dan air
(gram)
500 = Berat benda uji dalam kering permukaan jenuh
(gram)
Pengujian sifat fisik agregat halus meliputi beberapa pengujian yang terdiri dari : 1. Pengujian berat jenis dan penyerapan air. Pemeriksaan ini juga untuk menentukan berat jenis curah (bulk), berat jenis kering permukaan jenuh (SSD), berat jenis semu (apparent) dan penyerapan air. Pengertian keterangan istilah diatas sama dengan agregatt kasar. Untuk pengujian memakai benda uji sebanyak 500 gr.Prosedur pemeriksaan ini mengikuti SNI 03 – 1970 – 1990.
3.4 Pengujian Sifat Fisik Filler (Bahan pengisi) Pemeriksaan yang dilakukan adalah pemeriksaan berat jenis yang dimaksudkan untuk menentukan berat jenis filler yang dinyatakan sebagai perbandingan antara berat filler dan berat air suling yang mempunyai isi yang sama pada suhu tertentu. Prosedur pengujian ini berdasarkan SNI 1969 – 1990
3.5 Pengujian Mutu Aspal Keras Penetrasi 60/70 Sebelum aspal dipergunakan harus dilakukan pemeriksaan terlebih dahulu dilaboratorium untuk mengetahui sifat aspal tersebut. Dalam penelitian ini aspal yang digunakan adalah aspal keras dengan penetrasi 60/70. Pemeriksaan yang dilakukan pada aspal ini adalah: III-8
3.5.1 Penetrasi (SNI M-211990_F) Pemeriksaan ini dilakukan untuk mengetahui tingkat kekerasan aspal yang dilakukan dengan memasukan jarum penetrasi berdiameter 1 mm dengan diberi pembebanan sebesar 50 gram, sehingga diperoleh beban bergerak seberat 100 gram (berat jarum+beban) selama 5 detik pada temperatur 25°C, besar penetrasi diukur dan dinyatakan dalam angka yang merupakan keliapatan 0.1 mm. pengujian ini dilakukan dilaboratorium Universitas Mercubuana.
Gambar 3.2 Alat Uji Penetrasi
Cara Pengujian: 1. Letakan benda uji tersebut kedalam wadah kemudian dimasukan kedalam bakperendam yang telah berada pada suhu yang telah ditentukan (dalam hal ini 25°C) 2. Sebelum digunakan alat penetrasi, jarum penetrasi penetrasi terlebi dahulu dibersihkan dengan toluene atau pelarut lain. 3. Pindahkan sampel ke bawah alat penetrasi, turunkan jarum tersebut menyentuh permukaan benda uji,. Kemudian atur angka 0 di arloji penetrometer. 4. Lepaskan pemegang jarum dan serentak jalankan stop watch selama jangka waktu 5 detik ±0.1 detik.
III-9
5. Kemudian baca nilai angka penetrasi. Bulatkan hingga angka terdekat. Lakukan pekerjaan diatas tidak kurang dari 3 kali untuk benda uji yang sama dengan ketentuan setiap titik oemeriksaan berjarak satu dengan yang lain dan dari tepi dinding lebih dari 1 cm.
3.5.2
Titik Nyala (SNI M-1990-F)
Pemeriksaaan dimaksudkan untuk memnetukan titik nyala dan titik bakar dari aspal yang mempunyai nyala open cup kurang lebih 79°C. titik nyala adalah suhu pada saat terlihat nyala singkat pada suatu titik diatas permukaan aspal. Titik bakar adalah suhu pada saat terlihat nyala sekurang-kurangnya 5 detik pada suatu titik di atas permukaan aspal. Pengujian dilakukan di laboratorium Universitas Mercubuana.
Gambar 3.3 Alat Uji Titik Nyala Metode Plelaksanaan: 1. Letakkan cawan diatas pelat pemanas dan aturlah sumber pemanas hingga terletak dibawah titik tengah cawan.
III-10
2. Letakan nyala penguji dengan poros pada jarak 7.5 cm dari titik tengah cawan. 3. Tempatkan thermometer lurus didalambenda uji tetapi jangan sampai menyentuh lantai dasar pada cawan. 4. Kemudian putar nyala penguji sehingga melalui permukaan cawan (dari tepi ke tepi cawan) dalam waktu 1 detik. Ulangi pekerjaan tersebut tiap kenaikan suhu 2° C. 5. Lanjutkan pekerjaan sampai terlihat percikan api (titik nyala) dan nyala api (titik bakar).
3.5.3
Titik Lembek (SNI M – 20 – 1990 – F)
Pengujian titik lembek maksudnya adalah suhu dimana aspal yang diperiksa menjadi lembek karena pembebanan tertentu. Biasanya beban tersebut terdiri dari bola baja berdiameter 9,53 dan seberat kurang lebih 3,5 gram, suhu titik lembek dibaca pada saat aspal berikut bola menyentuh pelat dasar yang berjarak ± 1 inchi dibawah cetakan cincin. Pengujian dilakukan di laboratorium Perkerasan Jala Raya Universitas Mercubuana. 1. Aspal dilelehkan kemudian dimasukkan cetakan titik lembek 2. Kemudian tunggu sampai dingin kemudian masukkan cawan + air + cawan silinder beserta air.
Gambar 3.4 Alat Uji Titik Lembek
III-11
3.5.4
Daktilitas (SNI M-18-1990-F)
Pengujian ini dimaksudkan untuk mendapatkan harga pengujian aspal, selanjutnya dapat dipergunakan untuk mengetahui elastisitas bahan aspal, Daktilitas aspal adalah nilai keelastisan bahan aspal yang diukur dari jarak terpanjang, apabila didalam dua cetakan berisi aspal keras yang ditarik sebelum putus pada suhu 25° C dengan kecepatan tarik 5omm permenit. Pengujian dilakukan di laboratorium Perkerasan Jalan Raya Universitas Mercubuana. Metode Pelaksanaan : 1. Benda uji disiapkan dan lapisi cetakan daktilitas dengan talec + gliserin (agar aspal tidak menempel) 2. Air yang dituang kedalam mesin penguji ditambahkan dengan gliserin secukupnya sehingga aspal yang ada dicetakan nantinya dapat melayang ketika ditarik dengan mesin penguji. 3. Pasang benda uji pada alat mesin uji dan tariklah benda uji secara teratur dengan kecepatan 5cm/menit sampai benda uji putus. Perbedaan kecepatan lebih kurang 5% masih diijinkan. Selama percobaan berlangsung benda uji harus selalu terendam sekurang-kurangnya 2,5 cm dari air dan suhu harus dipertahankan tetap (25±0,5°C).
Gambar 3.5 Alat Uji Daktilitas
III-12
3.5.5
Berat Jenis (SNI M – 30 – 1990 – F)
Berat jenis aspal adalah perbandingan antara berat spal dan berat air suling dengan isi yang sama pada suhu 25°C. Rumus yang digunakan untuk menentukan berat jenis aspal adalah :
Bj =
Dimana : A = Berat piknometer dengan penutup
(gr)
B = Berat piknometer berisi air
(gr)
C = Berat piknometer berisi aspal
(gr)
D = Berat piknometer berisi aspal dan air
(gr)
Pengujian berat jenis aspal dilakukan menggunakan 2 sampel,cara pengerjaannya meliputi : 1. Siapkan 2 buah botol, kemudian timbang botol 1 dan 2 (A) 2. Botol diisi air hingga penuh kemudian ditimbang (B) 3. Kemudian air dibuang botol diisikan aspal dan ditimbang (C) 4. Botol yang sudah diisikan aspal ditambahkan air dan dioven 24 jam dengan suhu 60°C 5. Agar udara yang berada di dalam aspal bias keluar kemudian ditimbang (D)
III-13
3.6 Pengujian beban statis : 3.6.1
Pengujian dengan alat marshall
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui karateristik perkerasan lentur dari campuran aspal minyak modifier dan agregat yang telah dirancang. Dari hasil pemeriksaan diperoleh nilai ketahanan (stabilitas) terhadap kelelahan plastis (flow) dari campuran aspal dan agregat. Langkah – langkah pengujian : o Bersihkan benda uji dari kotoran yang menempel o Ukur tinggi benda uji dnegan ketelitian m.1 mm o Timbang benda uji o Rendam benda uji ke dalam bak air kira-kira 24 jam pada suhu ruang o Timbang benda uji dalam air untuk mendapatkan isi o Angkat benda uji dan keringkan dengan kain, timbang benda uji dalam keadaan kering permukaan jenuh o Rendam benda uji dalam bak perendam selama 30 menit o Sebelum melakukan pengujian berikutnya, bersihkan dan lumasi batang penuntun dan permukaan dalam kepala penekan, supaya kepala penekan yang diatas dapat meluncur bebas (peralatan marshall) o Keluarkan benda uji dari bak perendam dan letakkan dibawah kepala penekan, letakkan keseluruhannya dalam mesin penguji o Pasang arloji kelelehan (flow meter) pada kedudukannya diatas salah satu batang penuntun dan atur posisi jarum penunjuk pada angka nol.
III-14
o Berikan pembebanan pada benda uji dengan kecepatan tetap yaitu sebesar 50 mm/menit sampai pembebanan maksimal tercapai seperti yang ditunjukkan oleh jaru arloji tekan. o Catat nilai stabilitas dan kelelehan yang ditunjukkan oleh jarum arloji kelelehan o Waktu yang diperlukan dan saat diangkatnya benda uji dari rendaman air sampai tercapainya beban maksimum tidak boleh melebihi 30 detik.
Gambar 3.6 Alat Uji Marshall
3.6.2
Uji Perendaman Marshall (Marshall Immersion Test)
Pengujian ini prinsipnya sama dengan pengujian Marshall standar, hanya waktu perendaman benda uji yang berbeda. Menurut AASHTO T.165-74 atau ASTM D.1075-54 (1969) ada dua metode uji perendaman marshall (Immersion Test) yaitu uji perendaman selama 4x24 jam dengan suhu ± 50ºC dan uji perendaman selama 1x24 jam denagn suhu ± 60ºC. Pada penelitian ini dipakai metode uji perendaman marshall selama 1x24 jam dalam suhu konstan 60ºC sebelum ada pembebanan dengan target yang harus dicapai Indeks Kekuatan Sisa (IKS) yaitu lebih besar dari 75%
III-15
Rumus untuk menentukan indeks kekuatan sisa :
IKS = 1-
Keterangan : IKS
= Indeks Kekuatan Sisa (%), harus lebih besar dari 75%
S1
= Stabilitas hasil rendaman 30 menit pada suhu 60°C (kg)
S2
= Stabilitas hasil rendaman 24 jam pada suhu 60°C (kg)
III-16
