IV.2 Analisis Data
IV.2.6 Analisis Data Pengujian Kelelahan
Pada temperatur yang lebih tinggi 60°C campuran menggunakan aspal Pen 60/70 memiliki nilai Modulus Resilien rata-rata sebesar 225,15 Mpa yang lebih kecil dari pada campuran menggunakan aspal Supracoat rata-rata sebesar 247,1 Mpa. Dari hasil uji tersebut campuran dengan aspal Supracoat memiliki nilai Modulus 1,10 kali lebih besar di banding dengan campuran menggunakan aspal Pen 60/70.
IV.2.6 Analisis Data Pengujian Kelelahan
Analisis karakteristik kelelahan dari campuran Laston AC–WC jenis campuran menggunakaan aspal Pen 60/70 dan aspal Supracoat dengan 3 (tiga) titik pembebanan (three point loading) dengan cara kontrol tegangan (controlled stress) didasarkan pada parameter-parameter yang telah ditentukan. Parameter-parameter tersebut adalah regangan awal (ε) dan kekakuan awal (Eo), jumlah siklus yang mengakibatkan retak awal (Ni), umur keruntuhan (Nf), siklus penjalaran retak (crack
crack propagation). Analisis pengujian kelelahan ini bukan merupakan suatu kesimpulan, tetapi hanya merupakan kecenderungan. Keadaan ini diakibatkan masih terlalu minimnya jumlah benda uji yang digunakan dan pengujian hanya dilakukan pada kondisi temperatur ruang saja akibat keterbatasan waktu, dana, dan alat.
IV.2.6.1 Regangan awal dan kekakuan awal
Regangan awal dan kekakuan awal dihitung dengan menggunakan nilai lendutan (Recoverable Deflection) yang diambil pada lendutan ke-200. Persamaan untuk menghitung regangan awal disesuaikan dengan kondisi pengujian yang menggunakan three point loading diberikan pada lampiran F.
R2 = 0.999 R2 = 0.962 0.020 0.120 0.220 0.320 0.420 0.520 0.620 0.720 0.820 0.920 0.001 0.006 0.011 0.016 0.021
Regangan Tarik Awal (mm/mm)
Te g a n g a n ( M P a ) pen 60/70 Supracoat
Gambar IV.23 Hubungan antara Tegangan dan Regangan Tarik Awal
Pada Gambar IV.23 dapat dilihat bahwa campuran dengan menggunakan aspal Supracoat mengalami perubahan regangan tarik awal (ε) yang lebih kecil dari pada campuran menggunakan aspal Pen 60/70 pada setiap tingkat tegangan yang diberikan. Jika dilihat dari kecilnya regangan tarik awal tersebut, mengindikasikan bahwa campuran dengan aspal Supracoat mempunyai modulus kekakuan yang lebih besar daripada campuran dengan aspal Pen 60/70 seperti terlihat pada Tabel IV.20.
Pada tingkat tegangan yang sama yaitu 0,30 Mpa campuran menggunakan aspal Supracoat mempunyai nilai modulus 1,03 kali lebih besar daripada campuran
92
dengan aspal Pen 60/70, pada tingkat tegangan 0,45 Mpa campuran menggunakan aspal Supracoat mempunyai nilai modulus 1,32 kali lebih besar, begitupun pada tingkat tegangan 0,60 Mpa dan 0,75 Mpa campuran menggunakan aspal Supracoat mempunyai nilai modulus 1,24 dan 1,03 kali lebih besar daripada campuran dengan aspal Pen 60/70.
Tabel IV.20 Nilai Modulus Kekakuan Awal Tingkat Moduls kekakuan lentur awal (MPa) tegangan
(MPa) Campuran Pen 60/70 Campuran Supracoat
0,30 88,84 92,22
0,45 65,01 85,83
0,60 46,87 57,97
0,75 46,38 48,04
Dari analisis di atas, pada prinsipnya campuran dengan aspal Supracoat bersifat lebih kaku dan mempunyai nilai kekakuan yang lebih besar dari campuran menggunakan aspal Pen 60/70, hal ini dikarenakan campuran Supracoat mengandung aditif kimia yang dapat menambah kekuan dari campuran.
IV.2.6.2 Retak awal (Ni)
Umur retak awal (Ni) didefinisikan sebagai jumlah atau repitisi beban hingga terjadi retak awal. Pada pengujian kelelahan dengan kontrol tegangan, campuran yang mempunyai nilai modulus kekakuan lebih tinggi akan memberikan umur retak awal yang lama. Hubungan tingkat tegangan terhadap siklus retak awal campuran menggunakan aspal Pen 60/70 dan campuran menggunakan aspal Supracoat diberikan pada Gambar IV.2
4.
Pada Gambar IV.24 terlihat bahwa campuran menggunakan aspal Supracoat mengalami retak awal yang lebih lama dari campuran menggunakan aspal Pen 60/70. Pada campuran menggunakan aspal Pen 60/70 kemiringan kurva lebih curam yang menindikasikan bahwa campuran menggunakan aspal Pen 60/70 peka terhadap tingkat tegangan yang diberikan. Hal ini disebabkan karena campuran menggunakan aspal Supracoat mempunyai kepadatan yang lebih baik pada kondisi KAO. Campuran yang lebih padat akan lebih tidak peka terhadap perubahan tegangan yang diberikan. Campuran yang mempunyai modulus
dibahas pada sub bab berikut. R2 = 0.926 R2 = 0.617 0.10 1.00 10 100 1000
Retak Awal, Ni (Siklus)
Te g a n g a n ( M P a ) pen 60/70 Supracoat
Gambar IV.24 Hubungan antara tegangan dan retak awal
IV.2.6.3 Umur Kelelahan (Nf)
Umur kelelahan suatu campuran aspal dipengaruhi oleh banyak faktor. Faktor iinternal yang mempengaruhi umur kelelahan suatu campuran beraspal yaitu; jenis aspal yang digunakan, jenis campuran beraspal, jenis gradasi agregat, tipe dan proporsi kandung filler dan rongga udara di dalam campuran (SHRP-1990). Penggunaan variasi jenis aspal ternyata dapat mengubah perilaku kelelahan dari campuran Laston AC–WC. Dengan menggambarkan umur kelelahan terhadap tingkat tegangan pada skala logaritma diperoleh garis regresi untuk memprediksi umur kelelahan terhadap tegangan yang bekerja. Fatigue curve dapat dilihat pada Gambar IV.25 .
Analisis kelelahan seperti yang terlihat pada Gambar IV.25 menunjukkan bahwa umur kelelahan (Nf) campuran yang menggunakan aspal Supracoat cenderung lebih lama dibanding campuran menggunakan aspal Pen 60/70. Hal ini menunjukkan bahwa campuran menggunakan aspal Supracoat mempunyai ketahanan terhadap retak lelah cenderung lebih baik dibandingkan dengan campuran aspal Pen 60/70 dan Campuran menggunakan aspal Supracoat mempunyai modulus kekakuan lebih tinggi.
94 R2 = 0.977 R2 = 0.994 0.10 1.00 100
Gambar IV.25 Fatigue Curve Pada Campuran aspal Pen 60/70 Dan aspal Supracoat
IV.2.6.4 Siklus Penjalaran Retak (Np)
Jumlah siklus penjalaran retak (Np) dihitung berdasarkan pengamatan langsung mulai dari jumlah siklus saat munculnya retak awal (Ni) sampai terjadinya keruntuhan (Nf). Siklus penjalaran retak didapat dari selisih siklus pada saat terjadinya keruntuhan (failure) dengan siklus pada saat terjadinya retak awal (initial cracking) seperti yang diperlihatkan pada Tabel IV.17 dan Tabel IV.18.
Gambar IV.26 Hubungan antara Tegangan dan Siklus Penjalaran Retak (Np) Pada campuran aspal
R2 = 0.959
R2 = 0.979
0.10 1.00
100 1000 10000
Siklus Penjalaran Retak, Np (Siklus)
Te g a n g a n ( M P a ) pen 60/70 Supracoat 1000 10000
Umur Kelelahan, Nf (Siklus)
Te g a n g a n ( M P a ) pen 60/70 Supracoat
sama dengan kurva-kurva pada hubungan antara tegangan dengan umur keruntuhan (Nf). Untuk campuran menggunakan aspal Supracoat mempunyai yang memiliki kekakuan yang lebih tinggi membutuhkan waktu siklus yang lebih panjang dari saat terjadinya retak awal (Ni) sampai terjadinya keruntuhan (Nf).
IV.2.6.5 Tingkat Penjalaran Retak (rp)
Tingkat penjalaran retak merupakan nilai yang menyatakan banyaknya siklus yang diperlukan yang dapat menyebabkan terjadinya retak sebesar 1 (satu) milimeter. Perhitungan besarnya tingkat penjalaran retak ini sebenarnya hanya bersifat pendekatan yaitu dengan menganggap bahwa tingkat penjalaran retak tersebut sama dari mulai terjadinya retak awal dibagian bawah benda uji sampai dengan retak mencapai bagian atas benda uji pada saat benda uji runtuh. Keadaan yang sebenarnya dari tingkat penjalaran retak ini dari bagian bawah ke atas cukup berbeda. Umumnya tingkat penjalaran retak dari tepi bawah sampai dengan bagian tengah cukup lama, semakin ke atas semakin cepat dikarenakan benda uji yang terus melemah.
Tingkat penjalaran retak mengindikasikan bahwa, semakin besar nilai tingkat penjalaran retak (rp) maka makin lambat penjalaran retak, begitu pula sebaliknya bila nilai tingkat penjalaran retak (rp) kecil maka semakin cepat penjalaran retak. Hubungan antara tingkat penjalaran retak dengan tingkat tegangan yang diberikan pada campuran menggunakan aspal Pen 60/70 dan campuran menggunakan aspal Supracoat disajikan pada Gambar IV.27.
Tingkat penjalaran retak pada Gambar IV.27, untuk campuran menggunakan aspal Supracoat mempunyai nilai modulus lebih tinggi membutuhkan siklus yang lebih lama untuk mencapai kelelahan yang dihitung dari saat terjadinya retak awal hingga keruntuhan, hal ini menyebabkan tingkat penjalaran retak yang terjadi pada campuran menggunakan aspal Supracoat menjadi lebih besar atau dengan kata lain mempunyai penjalaran retak yang lebih lama jika dibandingkan dengan campuran menggunakan aspal Pen 60/70.
96 R2 = 0.956 R2 = 0.968 0.10 1.00 10 100 1000
Tingkat Penjalaran Retak, rp (Siklus/mm)
Te g a n g a n (M P a ) pen 60/70 Supracoat
Gambar IV.27 Hubungan antara tegangan dan tingkat penjalaran retak
IV.2.6.6 Mekanisme Retak
Dalam melakukan pengamatan mekanisme retak, karena keterbatasan pandangan pada benda uji, pengamatan dilakukan pada salah satu sisi benda uji yang sebelumnya dicat dengan warna putih dan diberi garis arah horisontal pada setiap jarak 1 cm. Selain dengan bantuan cat warna putih pengamatan juga dibantu dengan kaca pembesar.
Umumnya retak awal terjadi pada bagian tengah bawah benda uji dan terus menjalar ke bagian atas sampai benda uji mengalami keruntuhan. Hal ini menunjukkan bahwa retak awal terjadi di titik momen maksimum dari bentang dimana pada titik tersebut juga terjadi regangan tarik terbesar. Sebagian besar retak dimulai dan menjalar pada rongga antara butiran, dimana rongga tersebut paling banyak terdapat diantara butiran agregat kasar. Oleh karena itu, retak pada umumnya dimulai dan menjalar diantara agregat kasar. Namun hal ini juga dipengaruhi oleh distribusi agregat kasarnya, kadangkala retak terbesar tidak terjadi dibagian tengah benda uji tetapi pada rongga antar butir agregat.
Bervariasinya data yang ada dapat disebabkan oleh berbagai macam faktor diantaranya yaitu distribusi butiran agregat, suhu pada saat pemadatan benda uji yang tidak sama, temperatur pada saat pengujian dimana temperatur terus berubah meskipun perubahannya tidak besar. Demikian pula pada ketelitian alat pada saat pemilihan beban pada program komputer, kadangkala alat uji
pada saat benda uji menerima beban pertama kali sudah besar. Hal tersebut mengakibatkan menurunnya jumlah siklus saat terjadinya retak awal maupun jumlah siklus pada saat terjadinya keruntuhan. Gambaran selengkapnya mengenai mekanisme retak pada setiap campuran dan tingkat beban yang digunakan terlihat pada Gambar IV. 28 dan Gambar IV.29.