25 BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1
METODE MARSHALL
Konsep dasar dari metode campuran Marshall adalah untuk mencari nilai kadar aspal optimum pada kepadatan volume yang diinginkan dan memenuhi syarat minimum nilai stabilitas dan nilai flow. Persiapan untuk menguji dengan metode Marshall memerlukan peralatan dan material sebagai berikut sebagai berikut: •
Cetakan benda uji berbentuk silinder
•
Penumbuk dan landasan pemadat
•
Extractor benda uji
•
Alat uji Marshall
•
Oven
•
Bak perendam
•
Termometer
•
Panci / pan
•
Timbangan
•
Kompor
•
Aspal minyak PEN 60-70
•
Hot bin
•
Bahan tambah abu sekam dan plastik Campuran ( mix design ) dari metode Marshall terdiri dari enam langkah. Yaitu
sebagai berikut:
26 A. Pemilihan agregat Metode Marshall menggunakan beberapa langkah dasar dalam pemilihan agregat untuk pembuatan mix design •
Menentukan bentuk fisik agregat, dengan berbagai test untuk menentukan sifat dasar material, seperti o Kekerasan dan berat material o Daya tahan dan kekuatan material o Kebersihan material terhadap material lainnya (lumpur, dll) o Bentuk agregat dan tekstur permukaan material
•
Jika syarat pada langkah sebelumnya terpenuhi, maka perlu dilaksanakan pengujian agregat berikutnya yang meliputi o Ukuran dan gradasi agregat o Berat jenis dan penyerapan
•
Melakukan penghitungan mix design untuk mencari gradasi agregat yang diinginkan. Gradasi agregat didapatkan dengan percobaan pencampuran gradasi agregat yang berbeda hingga didapatkan gradasi agregat yang diinginkan. Beberapa pertimbangan dalam proses pencampuran o Semua sepsifikasi gradasi harus sesuai dengan persyaratan sesuai
dengan berat tertahan pada nomor saringan tertentu o Gradasi tidak boleh terlalu mendekati 0,45 kekuatan maksimum
dari kurva gradasi agregat.
27 B. Bahan Pengikat Aspal Metode Marshall tidak mengharuskan persyaratan khusus mengenai penggunaan jenis aspal / binder dalam campuran aspal. biasanya kadar aspal yang digunakan berdasarkan pada penelitian yang telah dilaksanakan sebelumnya. Namum setelah menentukan jenis aspal yang akan dipakai, perlu dilakukan percobaan untuk mengetahui viskositas dari aspal tersebut. C. Pembuatan benda uji Seperti pada metode lainnya, pengujian dengan metode Marshall menggunakan beberapa sampel percobaan campuran aspal dengan kadar aspal yang berbeda ( biasanya dibuat tiga sampel untuk setiap campuran kadar aspal yang berbeda ). Dengan mengevaluasi hasil dari setiap sampel percobaan, dapat disimpulkan kadar aspal optimumnya. Agar konsep ini dapat berhasil, maka kadar aspal yang digunakan harus berada dibawah dan diatas dari perkiraan kadar aspal optimum. Kadar aspal optimum dapat ditentukan dengan beberapa cara berikut ini: •
Perkiraan kadar aspal optimum Metode
Marshall
dapat
menggunakan
metode
apapun
untuk
memperkirakan nilai kadar aspal optimumnya baik itu prosedur lokal ataupun dari pengalaman penelitian sebelumnya. •
Berdasarkan nilai perkiraan kadar optimum aspal, disiapkan sampel aspal dengan penambahan 0,5% kadar aspal dari kadar aspal optimum. Minimal dua sampel untuk kadar aspal dibawah kadar aspal optimum, dan dua sampe diatas kadar aspal optimum.
28 •
Pemadatan dengan alat Marshall hammer Campuran benda uji dipanaskan untuk mengantisipasi suhu pada saat pemadatan dengan menggunakan alat Marshall. Alat Marshall adalah alat yang mengaplikasikan tekanan pada benda uji pada sisi atas dan bawah dengan menggunakan hammer. Berikut adalah parameter dalam penggunaan alat Marshall: o Ukuran benda uji, diameter = 102mm ( 4 inci ), tinggi = 64 mm
( 2,5 inci ) o Dasar penumbuk harus datar dan bulat. Diameter 98,4 mm dan
luas 76 cm2 o Tekanan pemadatan, jarak jatuh bebas hammer adalah 457,2 mm
dengan berat 4536 gram ( 10 lb ). o Banyaknya tumbukan, bervariasi dari 35, 50, sampai 75
tergantung pada beban jalan yang direncanakan. o Penumbuk menumbuk bagian atas benda uji sampai jumah
tumbukan yang ditentukan. Setelah itu benda uji dibalik dan ditumbuk kembali sesuai dengan jumlah tumbukan sebelumnya. •
Penimbangan benda uji Setelah benda uji dibuat, maka perlu dilakukan penimbangan benda uji. Penimbangan dilakukan dengan beberapa kondisi. o Penimbangan benda uji kering. o Penimbangan benda uji terendam dalam air. o Penimbangan benda uji pada saat kondisi SSD.
29 D. Stabilitas Marshall dan test kelelahan plastis ( flow test ) Nilai stabilitas dan kelelahan plastis ( flow test ) didapatkan dengan menguji benda uji dengan menggunakan alat Marshall. Nilai stabilitas didapatkan dari kemampuan benda uji menahan beban maksimum, dengan tingkat pembebanan 50,8 mm / menit ( 2 inci / menit ). Pada dasarnya beban akan terus bertambah sampai
benda uji tidak dapat menahan beban tersebut. Lalu dilakukan
pembacaan alat pengukur. Pada saat yang bersamaan, dilakukan pula pembacaan nilai flow. E. Kepadatan dan analisa pori Semua metode mix design menggunakan kepadatan dan analisa pori untuk menentukan karakter fisik HMA ( Hammer Marshall Apparatus ). Dua perhitungan kepadatan yang umum digunakan adalah: o Bulk specific gravity ( Gmb ) o Theoretical maximum specific gravity ( Gmm )
Nilai kepadatan tersebut digunakan untung menghitung parameter volume HMA. Kadar pori yang dihitung adalah: o Air voids ( Va ) o Voids in the mineral aggregate ( VMA ) o Voids filled with asphalt ( VFA )
F. Penentuan kadar aspal optimum Kadar aspal optimum dapat ditentukan berdasarkan hasil dari kombinasi uji stabilitas dan flow, analisa kepadatan, dan analisa pori benda uji. Kadar aspal optimum ditentukan dengan prosedur berikut ini:
30 a. Pembuatan grafik berikut: o Kadar aspal terhadap density ( kepadatan ) o Kadar aspal terhadap stabilitas o Kadar aspal terhadap flow ( kelekahan plastis ) o Kadar aspal terhadap air voids ( kadar pori ) o Kadar aspal terhadap VMA o Kadar aspal terhadap VFA
b. Menentukan kadar aspal optimum yang sesuai dengan spesifikasi ratarata kadar pori / air voids ( 4% ). c. Tentukan nilai kadar optimum aspal berdasarkan pada hasil plot pada grafik. Bandingkan hasil tersebut dengan spesifikasi yang ditentukan. Jika hasil grafik tersebut tidak sesuai dengan spesifikasi, maka harus dilakukan pengulangan disain campuran aspal tersebut.
3.2.
PEMILIHAN DAN PENGUJIAN MATERIAL
Jenis pengujian pada agregat meliputi pada: Agregat o Pemeriksaan analisa saringan agregat halus dan kasar o Pemeriksaan berat jenis o Kombinasi gradasi agregat Aspal o Pemeriksaan titik lembek o Pemeriksaan penetrasi terhadap aspal
31 3.3.
BENDA UJI
Dalam penelitian ini benda uji yang akan digunakan adalah campuran beraspal yang telah dipadatkan dengan bentuk silinder dengan dimensi: o Diameter silinder ( R ) = 102 mm o Tinggi silinder ( t ) = 64 mm
3.4.
TEKNIK PENGUMPULAN DATA
Pengumpulan data dilakukan dengan membuat benda uji sebanyak 2 kelompok dengan 2 jenis bahan tambah yang berbeda. Setiap kelompok dibagi lagi menjadi 3 bagian dengan kadar bahan tambah yang berbeda. Setelah itu dibuat sampel aspal tanpa menggunakan bahan tambah dengan kadar aspal yang sama. Total sampel yang dibuat dalam penelitian ini adalah 84 buah.
Tabel 3.1 Jumlah benda uji yang dibuat Bahan tambah abu sekam Plastik tanpa bahan tambah
2 12 12 -
Kadar bahan tambah 3 4 12 12 12 12 total
Jumlah benda uji 36 36 12 84
32 3.5.
BAGAN ALUR PENELITIAN
Mulai
Identifikasi Masalah
Tinjauan Pustaka
Persiapan agregat, aspal, bahan tambah benda uji
Pembuatan benda uji dengan bahan tambah limbah abu sekam
Pembuatan benda uji dengan bahan tambah limbah plastik PET
Pengujian dengan metode marshall
Perbandingan hasil uji marshall
Kesimpulan dan saran Selesai Gambar 2.5 Bagan alur penelitian
