LAPORAN PRAKTIKUM BAHAN PERKERASAN JALAN
PENGUJIAN CAMPURAN ASPAL DENGAN ALAT MARSHALL
Disusun Oleh: Claudia Siahaan F44140076
Dosen Mata Kuliah: 1. Tri Sudibyo, S.T., M.Sc. 2. Sekar Mentari, S.T., M.T. 3. Titiek Ujianti Karunia, S.T., M.T.
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2017
A. MAKSUD DAN TUJUAN
Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk menentukan ketahanan (stabilitas) terhadap kelelehan plastis ( flow) dari campuran aspal. B. PERALATAN
a. b. c. d.
e. f. g. h.
i. j. k. l.
3 buah cetakan benda uji yang berdiameter 10 cm (4”) dan tinggi 7,5 cm (3”) lengkap dengan pelat alas dan leher sambung. Alat pengeluar benda uji. Untuk mengeluarkan benda uji yang sudah dipadatkan dari dalam cetakan benda uji dipakai sebagai alat ejector. Penumbuk yang mempunyai permukaan tumbuk rata berbentuk silinder, dengan berat 4,536 kg (10 pound), dan tinggi jatuh lebih bebas 45,7 cm (18” ) Landasan pemadat terdiri dari balok kayu (jati atau yang sejenis) berukuran kira-kira 4520cm (8”x 8”x18”) yang dilapisi dengan pelat baja berukuran 5,2cm (12”x 12”x1”) dan kaitkan pada lantai beton dengan 4 bagian siku. 20××3030×× Silinder cetakan benda uji Mesin tekan lengkap dengan Kepala penekan berbentuk lengkung (breaking head ) Cincin penguji yang berkapasitas 2500 kg (5000 pound) dengan ketelitian 12,5 kg (25 pound) dilengkapi arloji tekan dengan ketelitian 0,0025 cm (0,0001”) Arloji kelelehan dengan ketelitian 0,25 mm (0,01”) dengan perlengkapannya Oven, yang dilengkapi dengan pengatur suhu untuk memanasi sampai (200 + 3) °C Bak perendam (waterbath) dilengkapi dengan pengatur suhu minimum 20 °C Perlengkapan lain: Panci-panci untuk memanaskan agregat aspal dan campuran aspal Pengukur suhu dari logam (metal thermometer ) berkapasitas 250 °C dan 100 °C dengan ketelitian 0,5 atau 1% dari kapasitas Timbangan yang dilengkapi penggantung benda uji berkapasitas 2kg dengan ketelitian 0,1 gr dan timbangan berkapasitas 5kg ketelitian 1gr Kompor Sarung asbes dan karet Sendok pengaduk dan perlengkapan lain
C. BENDA UJI a. Persiapan benda uji Keringkan agregat, sampai beratnya tetap pada suhu (105 ±5)ºC. Pisah-pisahkan agregat dengan cara penyaringan kering kedalam fraksi-fraksi yang dikehendaki atau seperti berikut ini: 1” sampai ¾” ¾” sampai 3/8” 3/8” sampai No 4 (4,76 mm) No 4 sampai No 8 (2,38 mm) Lewat saringan No 8 b. Penentuan suhu pencampuran dan pemadatan Suhu pencampuran dan pemadatan harus ditentukan sehingga bahan pengikat yang dipakai menghasilkan viskositas seperti tabel:
c.
d.
Persiapan pencampuran Untuk tiap benda uji diperlukan agregat sebanyak ±1100 gram sehingga menghasilkan tinggi benda uji kira-kira 6,25 cm ±0,125 ( 2,5” ±0,05”). Panaskan panci pencampur beserta agregat kira-kira ± 28ºC diatas suhu pencampur untuk aspal panas dan tar dan aduk sampai merata, untuk aspal dingin pemanasan sampai 14ºC diatas suhu pencampuran. Sementara itu panaskan aspal sampai suhu pencampuran. Tuangkan aspal sebanyak yang dibutuhkan ke dalam agregat yang sudah dipanaskan tersebut. Kemudian aduklah dengan cepat pada suhu sesuai dengan tabel sampai agregat terlapis merata. Pemadatan benda uji Bersihkan perlengkapan cetakan benda uji serta bagian muka penumbuk dengan seksama dan panaskan sampai suhu antara 93,3ºC dan 148,9ºC. Letakkan selembar kertas saring atau kertas penghisap yang sudah digunting menurut ukuran cetakan kedalam dasar cetakan, kemudian masukkan seluruh campuran kedalam cetakan dan tusuk-tusuk campuran keras-keras dengan spatula yang dipanaskan atau aduklah dengan sendok semen 15 kali keliling pinggirannya dan 10 kali dibagian dalam. Lepaskan lehernya, dan ratakanlah permukaan campuran dengan mempergunakan sendok semen menjadi bentuk yang sedikit cembung. Waktu akan dipadatkan suhu campuran harus dalam batas-batas suhu pemadatan seperti yang disebut dalam tabel. Letakkan cetakan diatas landasan pemadat, dalam pemegang cetakan. Lakukan dengan tinggi jatuh 45 cm (18”), selama pe madatan tahanlah agar sumbu palu pemadat selalu tegak lurus pada cetakan. Lepaskan keeping alas dan lehernya baliklah alat cetak berisi benda uji dan pasang kembali lehernya dibalik ini tumbuklah dengan jumlah tumbukan yang sama. Sesudah pemadatan, lepaskan keeping alas dan pasanglah alat pengeluar benda uji pada permukaan ujung ini. Dengan hati-hati keluarkan dan letakkan benda uji diatas permukaan rata yang halus, biarkan selama kira-kira 24 jam pada suhu ruang.
D. PROSEDUR PENGUJIAN a. Membersihkan benda uji dari kotoran-kotoran yang menempel b. Memberi tanda pengenal pada masing-masing benda uji c. Mengukur benda uji dengan ketelitian 0,1 mm d. Menimbang benda uji e. Merendam kira-kira 24 jam pada suhu ruang f. Menimbang dalam air untuk mendapatkan isi g. Menimbang benda uji dalam kondisi kering permukaan je nuh h. Merendam benda uji dalam kondisi aspal panas dalam bak perendam selama 30 sampai 40 menit atau panaskan didalam oven selama 2 jam dengan suhu tetap (60±1)ºC untuk benda uji aspal panas dan (38±1)ºC untuk benda uji tar. Untuk benda uji aspal dingin masukkan benda uji kedalam oven selama minimum 2 jam dengan suhu tetap (25±1)ºC.
Sebelum melakukan pengujian bersihkan batang penuntun ( guide rod ) dan permukaan dalam dari kepala penekan (test heads). Lumasi batang penuntun sehingga kepala penekan yang atas dapat meluncur bebas, bila dikehendaki kepala penekan direndam bersama-sama benda uji pada suhu antara 21 sampai 38ºC. Keluarkan benda uji dari bak perendam atau dari oven pemanas udara dan letakkan kedalam segmen bawah kepala penekan. Pasang segmen atas diatas benda uji, dan letakkan keseluruhannya dalam mesin penguji. Pasang arloji kelelehan ( flow meter ) pada kedudukannya diatas salah satu batang penuntun dan atur kedudukan jarum penunjuk pada angka nol, sementara selubung tangkai arloji ( sleeve) dipegang teguh terhadap segmen atas kepala penekan (breaking head ). Tekan selubung tangkai arloji selama pembebanan berlangsung. i. Sebelum pembebanan diberikan, kepala penekan beserta benda ujinya dinaikkan hingga menyentuh alas cincin penguji. Atur kedudukan jarum arloji tekan pada angka nol. Berikan pembebanan pada benda uji dengan kecepatan tetap sebesar 50 mm per menit sampai pembebanan maksimum tercapai atau pembebanan menurut seperti yang ditunjukkan oleh jarum arloji tekan dan catat pembebanan maksimum yang dicapai. Lepaskan selubung tangkai arloji kelelehan ( sleeve) pada saat pembebanan mencapai maksimum dan catat nilai kelelehan yang ditunjukkan oleh jarum arloji. Waktu yang diperlukan dan saat diangkatnya benda uji dari rendaman air sampai tercapainya beban maksimum tidak boleh melebihi 30 detik. E. PENGOLAHAN DATA
Pada penelitian ini digunakan aspal jenis pen 60/70 dengan hasil pengujian berat jenis sebesar 1,0278. Tabel 1 Menghitung Berat Jenis Agregat BJ Bulk kasar BJ bulk halus
2,440 2,560
BJ apparent kasar BJ apparent halus
2,170 3,650
BJ Bulk
2,505
BJ Apparent
2,793
BJ Agregat
2,649
Tabel 2 Tinggi dan Berat Uji Sampel Kadar Aspal
Benda Uji
Diameter (cm)
Tinggi (cm)
5%
I
10,150
6,835
W Kering Udara (gr) 1045,00
W Dalam Air (gr) 492,24
W Jenuh (gr)
W kering permukaan jenuh (gr)
1410,00
1061,50
II I II I II
6% 7%
10,100 10,110 10,200 10.14 10,160
6,81 6,84 6,80 6,625 6,92
1049,00 1037,50 1045,20 1035,00 1079,00
503,67 488,68 489,83 500,27 518,26
1413,00 1414,00 1065,50 1419,00 1442,00
1072,50 1055,50 1045,50 1050,00 1068,50
Tabel 3 Stabilitas dan Kelelehan Benda Uji Kadar Aspal 5% 6% 7%
Arloji Sampel I II I II I II
Stabilitas (kg) 327,570 620,677 431,026 518,450 672,400 569,470
Kelelehan (mm) 4,000 2,860 2,110 3,650 3,620 2,130
Tabel 4 Kadar Agregat Kadar Aspal
Kadar Agregat (%)
Berat Aspal (gr)
5% 6% 7%
95 94 93
55 66 77
Berat Total Agregat (gr) 1045 1034 1023
Berat Agregat (gr)
% Agregat Kasar 45%
Halus
Kasar
Halus
55%
470.25 465.3 460.35
574.75 568.7 562.65
Tabel 5 Berat jenis teoritis campuran aspal Kadar Aspal Berat Jenis Teoritis
5% 2,455
6% 2,420
7% 2,385
Tabel 6 Berat isi bend uji Aspal Benda Uji
I II
Rata-rata
5% 1,139 1,154 1,146
6% 1,121 1,816 1,468
7% 1,127 1,168 1,147
Tabel 7 Jumlah kandungan rongga Kadar Aspal Jumlah Kandungan Rongga
5%
6%
7%
53,32
40,19
53,27
Tabel 8 Menghitung % Rongga Terhadap Agregat Kadar Aspal
5% 6% 7%
Sampel
% Rongga Terhadap Agregat
I II I II I
59,16 58,62 60,21 35,56 60,44
Rata-rata % Rongga Terhadap Agregat 58,89 47,89 59,72
II
58,99
Tabel 9 Menghitung % rongga terisi aspal Kadar Aspal % rongga terisi aspal
5% 9,467
6% 17,901
7% 13,085
Tabel 10 Menghitung % rongga terhadap campuran Kadar Aspal
Sampel
% Rongga terhadap Campuran
I II I II I II
53,622 53,012 53,663 24,966 52,772 51,032
5% 6% 7%
Rata-rata % Rongga Terhadap Campuran 53,317 39,314 51,902
Tabel 11 Angka korelasi Benda Uji 5% 6% 7%
Tinggi (mm) 1 2 1 2 1 2
Tinggi rata-rata (mm)
Angka Korelasi
68,2
0,843
68,2
0,879
67,7
0,854
68,4 68,1 68,4 68,0 66,3 69,2
Tabel 12 Nilai Stabilitas Kadar aspal 5% 6% 7%
Sampel
Stabilitas
1 2 1 2 1 2
17,207 13,766 15,948 16,347 19,756 12,783
Stabilitas x Kalibrasi 654,039 523,231 606,195 621,350 750,917 485,887
Stabilitas x Korelasi 551,355 441,084 532,846 546,167 641,283 414,948
Kelelahan
Stabilitas/Kelelahan
5,75 3,84 3,27 3,69 5,82 2,13
95,888 114,866 162,950 148,013 110,186 194,811
Ratarata s 496,219 539,506 528,115
60.00 t a g e r g A p 45.00 a d a h r e T a g 30.00 g n o R %
Sampel 1 Sampel 2 Standar
15.00 4
5
6
7
8
9
10
% Campuran Aspal
Gambar 1 Grafik % rongga terhadap agregat 60 n a r50 u p m a 40 C p a d a h r30 e T a g20 g n o R 10 %
Sampel 1 Sampel 2 Standar Standar
0 4
5
6
7
8
9
% Campuran Aspal
10
Gambar 2 % rongga terhadap campuran
800 ) g 700 k ( i s a l e r 600 o K x s a 500 t i l i b a t S 400
Sampel 1 Sampel 2 Standar
300 4
5
6
7
8
9
10
% Campuran Aspal
Gambar 3 Grafik stabilitas x korelasi 10
) m c ( n a h a l e l e K
8
6
Sampel 1 Sampel 2
4
Standar Standar
2
0 4
5
6
7
8
9
% Campuran Aspal
Gambar 4 Grafik kelelehan
10
400 350 ) m c / g 300 k ( n 250 a h a l e 200 l e K / s 150 a t i l i b 100 a t S 50
Sampel 1 Sampel 2 Standar Standar
0 4
5
6
7
8
9
10
% Campuran Aspal
Gambar 5 Grfik stabilitas / kelelehan F. ANALISA 1. Percobaan :
Aspal didefinisikan sebagai material perekat (cementitious), berwarna hitam atau coklat tua pada temperatur ruang berbentuk padat sampai agak padat dan bersifat termoplastis yaitu bila dipanaskan sampai suhu tertentu aspal dapat menjadi lunak atau cair dan akan kembali membeku bila temperatur turun sehingga dapat membungkus partikel agregat (Kasan 2009). Ketahanan (stabilitas), ialah kemampuan suatu campuran aspal untuk menerima beban sampai terja di kelelehan plastis yang dinyatakan dalam kilogram atau pound . Kelelehan plastis, ialah keadaan perubahan bentuk suatu campuran aspal yang terjaadi akibat suatu beban sampai batas runtuh yang dinyatakan dalam millimeter atau 0,01 inchi. Penelitian dilakukan pada Laboratorium Struktur, Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor, pada tanggan 11 Desember 2017 hingga 14 Desember 2017. Rancangan campuran berdasarkan metode Marshall ditemukan oleh Bruce Marshall, dan telah distandarisasi oleh ASTM ataupun AASHTO melalui beberapa modifikasi, yaitu ASTM D 1559 76, atau AASHTO T-245-90. Prinsip dasar metode Marshall adalah pemeriksaan stabilitas dan kelelehan ( flow), serta analisis kepadatan dan pori dari campuran padat yang terbentuk. Alat Marshall merupakan alat tekan yang dilengkapi dengan proving ring (cincin penguji) berkapasitas 22,2 KN (5000 lbs) dan flowmeter. Proving ring digunakan untuk mengukur nilai stabilitas, dan flowmeter untuk mengukur kelelehan plastis atau flow. Benda uji Marshall berbentuk silinder berdiameter 4 inchi (10,2 cm) dan tinggi 2,5 inchi (6,35 cm). Prosedur pengujian Marshall mengikuti SNI 06-24891991, atau AASHTO T 245-90, atau ASTM D 1559-76. Secara garis besar pengujian Marshall meliputi: persiapan benda uji, penentuan berat jenis bulk dari benda uji, pemeriksaan nilai stabilitas dan flow, dan perhitungan sifat volumetric benda uji.
Jumlah benda uji yang disiapkan ditentukan dari tujuan dilakukannya uji Marshall tersebut. AASHTO menetapkan minimal 3 buah benda uji untuk setiap kadar aspal yang digunakan. Pada percobaan Campuran Aspal Dengan Alat Marshall memiliki tujuan untuk menentukan ketahanan (stabilitas) terhadap kelelehan plastis (flow) dari campuran aspal. Pada percobaan ini pertama kali ditentukan kadar aspal yang akan dipakai dan jumlah perbandingan agregat yang akan digunakan. Kadar aspal yang dipakai adalah 5%, 6%, dan 7%. Hal pertama yang dilakukan adalah menyiapkan dua jenis agregat, yaitu agregat kasar dan halus. Agregat tersebut di timbang sesuai jumlah yang dibutuhkan. Selain itu aspal yang telah ditentukan kadarnya dicairkan terlebih dahulu, supaya mudah dicampurkan dengan agregat. Agregat yang telah disiapkan, dipanaskan terlebih dahulu dan dicampurkan dengan aspal cair. Campuran tersebut dipanaskan sampai suhu 93,3 oC – 149,9 oC. Campuran tersebut diletakan ke dalam cetakan. Campuran yang diletakkan ke dalam cetakan dan kemudian ditumbuk untuk dipadatkan sebanyak 5 kali. Cetakan aspal yang telah dipadatkan dibalik dan sisi yang satunya kemudian ditumbuk ebanyak 70 kali juga. Setelah campuran aspal selesai ditumbuk, campuran tersebut kemudian ditimbang dalam air untuk mencari berat dalam keadaan jenuh. Campuran aspal tersebut kemudian direndam dalam air dengan suhu 60 oC diumpamakan sesuai dengan suhu aspal yang ada di jalan. Setelah direndam selama 40 menit, campuran aspal tersebut diletakkan ke segmen bawah penekan. Pasang segmen bagian atas di atas benda uji dan letakkan keseluruhannya dalam mesin penguji. Setelah semua terpasang dengan benar, baca nilai stabilitas dan keruntuhan pada alat marshall dan terlihat runtuhan dari aspal tersebut. 2. Hasil dan Kesalahan :
Tabel 13 Nilai standar Parameter
Nilai Minimum Dan Maksimum
% Rongga terhadap agregat
Minimum 16%
% Rongga terhadap campuran
3% - 5%
Stabilitas x korelasi tinggi
Minimum 550
Kelelehan
2 mm – 4 mm
Stabilitas / kelelehan
200 - 350
Tabel 14 Rekapitulasi hasil pada benda uji 1 Parameter % rongga terhadap agregat %ronnga terhadap campuran Stabilitas x korelasi tinggi Kelelehan
5% 58,89 53,317 551,355 5,75
6% 47,89 39,314 532,846 3,27
7% 59,72 51,902 641,283 5,82
Stabilitas/kelelehan
95,888
162,950
110,186
Tabel 15 Rekapitulasi hasil benda uji 2 Parameter % rongga terhadap agregat %ronnga terhadap campuran
5% 58,89 53,317
6% 47,89 39,314
7% 59,72 51,902
Stabilitas x korelasi tinggi Kelelehan Stabilitas/kelelehan
441,084 3,84 114,866
546,167 3,69 148,013
414,948 2,13 194,811
Tabel 14 dan Tabel 15 merupakan rekapitulasi hasil uji dan hasil perhitungan yang kemudia nilainya dibandingkan pada nilai yang terdapat pada Tabel 13. Tabel 13 merupakan standar yang sudah ditetapkan sebelumn ya (sumber tidak diketahui). Pada Tabel 14 dan Tabel 15 kedua benda uji dapat disimpulkan bahwa campuran tidak memenuhi standar karena nilai % rongga terhadap agregat memenuhi syarat karena nilai minimun 16% , hal tersebut juga memenuhi persyaratan pada Spesifikasi Bina Marga divisi 6 tentang Perkerasan aspal pada Gambar di bawah. Namun nilai % rongga terhadap campuran terlampau besar sementara nilai standar hanya 3-5 % maupun jika menggunakan spesifikasi Bina Marga. Hal ini dapat terjadi dikarenakan agregat yang digunakannya hanya halus dan kasar, agregat medium tidak digunakan sehingga banya rongga yang tidak terisi. Jika benda uji dikategorikan sebagai Lataston (Lapis aspal beton) maka agregat yang digunakan adalah agregat halus dan kasar juga filler sebagai pengisi rongga, namun pada penelitian ini tidak digunakan filler oleh karena itu nilai % rongga terhadap campuran terlampau besar. Pada benda uji 1 nilai stabilitas yang memenuhi standar adalah pada campuran dengan aspal 5% dan 7 % sedangkan pada benda uji 2 hanya campuran dengan aspal 6 % yang nilainya hampir memenuhi standar. Nilai kelelehan pada seluruh benda uji memenuhi standar atau hanya terampau sedikit. Nilai stabilitas/kelelehan pada seluruh benda uji tidak ada yang memenuhi standar kecuali pada benda uji 2 dengan campran aspal 7% nilainya 194,8 mendekati ankga 200 sebagi nilai standar minimum pada Tabel 13 namun tidak membuhi pada pesifikasi Bina Marga yang mentapkan nilai minimum (stabilitas/kelelelehan atau quotient stabilitas) sebesar 250.
Gambar 6 Spesifikasi campuran Lataston (sumber : Bina Marga divisi 6)
G. KESIMPULAN Terdapat parameten yang tidak terpenuhi ketida dibandingkan dengan nilai standar pada Tabel 12 maupun dengan spesifikasi Bina Marga divisi 6 tentang Perkerasan aspal.
H. REFERENSI
[BSN]. Badan Standarisasi Nasional. 1991. SNI 06-24891-1991. Tentang Pengujian Campuran Aspal dengan Alat Marshall Bina Marga. Divisi 6. Perkerasan Aspal Kasan, M. 2009 Mei. Karakteristik Stabilitas Dan Stabilitas Sisa Campuran Beton Aspal Daur Ulang. Majalah Ilmiah Mektek. Vol 11, No. 2 : 136
I. LAMPIRAN Cara hitung : Menghitung berat jenis agregat
BJ Bulk =
100 = % kasar % medium % halus BJ bulk kasar + BJ bulk medium + BJ bulk halus
BJ Apparent 100 = = % kasar % medium % halus (BJ apparent kasar) + (BJ apparent medium) + (BJ apparent halus) bulk = BJ Agregat = BJ apparent kasar+BJ 2
Menghitung berat jenis teoritis
BJ teoritis = % agregat100 % aspal (BJ agregat) + (BJ aspal) Menghitung jumlah kandungan rongga
berat kering Berat isi benda uji = berat jenuh− berat dalam air
Menghitung %rongga terhadap agregat
isi benda uji % rongga thd agg = 100 − 100−%aspal thd campuran.berat BJ agregat Menghitung % rongga terisi aspal
isi benda uji 100∗ %aspal.berat BJ aspal % rongga terisi aspal = % rongga terhadap agregat Menghitung % rongga terhadap campuran
isi benda uji % rongga thd campuran = 100 − 100 . berat BJ teoritis DOKUMENTASI
