Pengujian marshall untuk perencanaan campuran

II.5.2. Marshall Test

II.5.2.1. Pengujian marshall untuk perencanaan campuran

Untuk keperluan pencampuran, agreat dan aspal di panaskan pada suhu dengan nilai viskositas aspal 170±20 centistokes (cst) dan di padatkan pada suhu dengan nilai viskositas aspal 280±30 cst. Alat yang di gunakan untuk proses pemadatan adalah marshall compaction hammer. Benda uji berbentuk silinder dengan tinggi 64 mm dan diameter 102 mm ini di uji pada temperatur 600𝑐 ± 10𝑐 dengan tinggkat pembebanan konstan 51 mm/menit sampai terjadi keruntuhan. Pengujian Marshall untuk perencanaan campuran pada penelitian ini adalah metode pengujian marshall standart dengan ukuran agregat maksimum 25 mm (1 inchi) dan menggunakan aspal keras. Pengujian marshall di mulai dengan persiapan benda uji. Untuk keperluan ini perlu di perhatikan hal sebagai berikut : a. Bahan yang di gunakan masuk dalam spesifikasi yang ada

c. Untuk keperluan analisa volumetrik (density-voids), berat jenis bulk dari semua agregat yang di gunakan pada kombinasi agregat, berat jenis aspal keras harus dihitung lebih dahulu.

Dua prinsip penting pada pencampuran dengan pengujian marshall adalah analisa volumetrik dan analisa stabilitas kelelehan (flow) dari benda uji padat.

Stabilitas benda uji adalah daya tahan beban maksimum benda uji pada temperatur 600𝑐 (1400𝑓). Nilai kelelehan adalah perubahan bentuk suatu campuran beraspal yang terjadi pada benda uji sejak tidak ada beban hingga beban maksimum yang di berikan selama pengujian stabilitas. Pada penentuan kadar aspal optimum untuk suatu kombinasi agregat atau gradasi tertentu dalam pengujian marshall, pelu dipersiapkan suatu seri dari contoh uji dengan interval kadar aspal yang berbeda sehingga di dapatkan suatu kurva lengkung yang teratur. Pengujian agar direncanakan dengan dasar 1/2 % kenaikan kadar aspal dengan perkiraan minimum 2 kadar aspal di bawah optimum.

II.5.2.1.1. Berat Isi Benda Uji Padat

Setelah benda uji selesai, kemudian di keluarkan menggunakan ekstruder dan dinginkan. Berat isi untuk benda uji porus ditentukan dengan melakukan beberapa kali pertimbangan seperti prosedur (ASTM D 1188). Secara garis besar adalah sebagai berikut:

a. Timbang benda uji di udara b. Selimuti benda uji dengan parafin c. Timbang benda uji berparafin di udara d. Timbang benda uji berparafin di air

Berat isi untuk benda uji tidak porus atau bergradasi menerus dapat ditentukan menggunakan benda uji kering permukaan jenuh (SSD) seperti prosedur ASTM D-2726. Secara garis besar adalah sebagai berikut:

a. Timbang benda uji di udara b. Timbang benda uji SSD di udara c. Rendam benda uji di dalam air d. Timbang benda uji SSD di dalam air

II.5.2.1.2. Pengujian Stabilitas Dan Kelelehan (Flow)

Setelah penentuan berat jenis bulk benda uji dilaksanakan pengujian stabilitas dan kelelehan dilaksanakan dengan menggunakan alat uji. Prosedur pengujian bedasarkan SNI 06-2489-1991, secara garis adalah sebagai berikut: a. Rendam benda uji pada temperatur 600𝑐 (1400𝑓) selama 30-40 menit

sebelum pegujian

b. Keringkan permukaan benda uji dan letakkan pada tempat yang tersedia pada alat uji, deformasi konstan 51 mm (2 inchi/menit) sampai terjadi runtuh.

II.5.2.1.3. Pengujian Volumetrik

Tiga sifat dari benda uji campuran aspal panas ditentukan pada analisa rongga-density, sifat tersebut adalah:

a. Berat isi atau berat jenis bena uji padat b. Rongga dalam agregat mineral

Dari berat contoh dan persentase aspal dan agregat dan berat jenis masing-masing volume dari material yang bersangkutan dapat ditentukan.

Volume ini dapat diperlihatkan pada gambar berikut:

UdaraVa

aspal Vbe VmaVb VbaVmm

AgregatVsb Vse Vmb

Gambar 2.4. Hubungan volume dan rongga-density benda uji campur panas padat.

Keterangan gambar:

Vma = Volume rongga dalam agregat mineral Vmb = Volume contoh padat

Vmm = Volume tidak ada rongga udara dalam campuran Va = Volume rongga udara

Vb = Volume aspal

Vba = Volume aspal terabsorbsi agregat Vbe = Volume aspal effektif

Vsb = Volume agregat (dengan berat jenis curah) Vse = Volume agregat (denan berat jenis effektif) Wb = Berat aspal

Ws = Berat agregat

𝛾𝑤 = Berat volume isi air (1.0 gr/cm^3) = (62,4 lbf/ft^3) Gmb = Berat jenis curah campuran padat

% rongga = (_𝑉𝑚𝑏^𝑉𝑎 ) × 100% % Vma = (^{𝑉𝑏𝑒+𝑉𝑎}_𝑉𝑚𝑏 ) × 100% Density = (^{𝑊𝑏+𝑊𝑠}_𝑉𝑚𝑏 ) × 𝛾𝑤

= Gmb × 𝛾𝑤

Rongga pada agregat mineral (VMA) dinyatakan sebagai persen dari total volume rongga dalam benda uji, merupakan volume rongga dalam campuran yang tidak terisi agregat dan aspal yang terserap agregat. Rongga dalam campuran, Va

atau sering disebut VIM, juga dinyatakan sebagai persen dari total volume benda uji, merupakan volume pada campuran yang tidak terisi agregat dalam dan aspal.

Stabilitas adalah kemampuan suatu campuran beraspal untuk menerima beban sampai terjadi alir (flow) pada suhu tertentu yang dinyatakan dalam kilogram.Stabilitas merupakan kemampuan perkerasan jalan menerima beban lalu lintas tanpa terjadi perubahan bentuk tetap seperti gelombang, alur, dan bleeding. Kebutuhan akan stabilitas sebanding dengan fungsi jalan, dan beban lalu lintas yang akan dilayani. Jalan yang melayani volume lalu lintas tinggi dan dominan terdiri dari kendaraan berat, membutuhkan perkerasan jalan dengan stabilitas tinggi. Sebaliknya perkerasan jalan yang diperuntukkan untuk melayani lalu lintas kendaraan ringan tentu tidak perlu mempunyai stabilitas yang tinggi.

Kelelehan (flow) merupakan keadaan perubahan bentuk suatu campuran beraspal yang terjadi akibat suatu beban yang diberikan selama pengujian, dinyatakan dalam mili meter. Ketahanan terhadap kelelehan (flow) merupakan kemampuan beton aspal menerima lendutan berulang akibat repetisi beban, tanpa terjadinya kelelahan berupa alur dan retak. Hal ini dapat tercapai jika mempergunakan kadar aspal yang tinggi.

Marshall quetient adalah rasio antara nilai stabilitas dan kelelehan. Rongga di antara mineral agregat (VMA) adalah ruang di antara partikel agregat pada suatu perkerasan beraspal, termasuk rongga udara dan volume aspal efektif (tidak termasuk volume aspal yang diserap agregat) yang dapat dilihat pada Gambar 3.VMA dihitung berdasarkan BJ Bulk (Gsb) agregat dan dinyatakan sebagai persen volume Bulk campuran yang dipadatkan.

Sumber : Word.com

Gambar 2.5 : Ilustrasi pengertian VMA

Rongga udara dalam campuran atau VIM dalam campuran perkerasan beraspal terdiri atas ruang udara di antara partikel agregat yang terselimuti aspal. VIM dinyatakan dalam persentase terhadap volume beton aspal padat. Pengertian tentang VIM dapat diilustrasikan seperti tampak pada Gambar 4. di bawah ini.

Sumber : word.com

II.5.2.1.4. Prosedur Untuk Analisa Campuran Beraspal Panas Padat

Prosedur ini berlaku untuk benda uji padat yang dibuat di laboratorium dan pada contoh tidak terganggu yang diambil dari lapangan. Dengan menganalisa rongga udara dan rongga pada mineral agregat beberapa indikasi dari kinerja campuran aspal panas selama masa pelayanan dapat diperkirakan.

a. Garis besar prosedur.

Tahap analisa campuran aspal panas adalah sebagai berikut:

1. Uji berat jenis curah (bulk spesifik gravity) agregat kasar (AASHTO T85 atau ASTM C 127) dan agregat halus (AASHTO T84 atau ASTM C128) 2. Uji berat jenis aspal keras (AASHTO T 228 atau ASTM D 70) dan bahan

pengisi (AASHTO T 100 atau ASTM D 854)

3. Hitung berat jenis curah dari agregat kombinasi dalam campuran

4. Uji berat jenis maksimum campuran lepas (ASTM D 2041) ASTM T 29 5. Uji berat jenis campuran padat (ASTM D 1188 atau ASTM D 2726) 6. Hitung berat jenis effektif agregat

7. Hitung absorbsi aspal dari agregat

8. Hitung persen rongga diantara mineral agregat (VMA) pada campuran padat

9. Hitung persen rongga (VIM) dalam campuran padat

b. Parameter dan formula perhitungan.

Parameter dan formula untuk menganalisa campuran aspal panas adalah sebagai berikut:

1. Berat jenis curah agregat

Pada total agregat yang terdiri dari beberapa fraksi agregat kasar, agregat halus dan pengisi yang masing-masing mempunyai berat jenis curah gabungan agregat dapat ditentukan sebagai berikut:

𝐺𝑠𝑏 = ^𝑃1+𝑃₂+⋯+𝑃_𝑛

𝑝1

𝐺1+^𝑃2_𝐺2+⋯+^𝑃𝑛_𝐺𝑛^{... (2.3)}

Dengan pengertian:

Gsb = berat jenis curah total agregat

𝑃₁, 𝑃₂, … 𝑃_𝑛 = Persentase dalam berat agregat 1, 2,...,n 𝐺₁, 𝐺₂, … 𝐺_𝑛 = berat jenis curah agregat 1, 2,..., n

Berat jenis curah bahan pengisi sukar ditentukan secara akurat, tetapi dengan menggunakan berat jenis semua kesalahan umumnya kecil dapat di abaikan.

2. Berat jenis effektif agregat.

Jika berdasarkan berat jenis maksimum campuran (Gmm). Berat jenis effektif agregat dapat ditentukan dengan formula sebagai berikut:

𝐺𝑠𝑒 = ^{𝑃𝑚𝑚−𝑃𝑏}𝑃𝑚𝑚

𝐺𝑚𝑚−^𝑃𝑏_𝐺𝑏^{... (2.4)}

Dengan penngertian:

Gse = Berat jenis effektif agregat

Pmm = Total campuran lepas, persentase terhadap berat total campuran 100% Pb = Aspal, persen dari berat total campuran

Gmm = berat jenis maksimum (tidak ada rongga udara) ASTM D 2041 Gb = berat jenis aspal

Catatan :

Volume aspal yang terserap oleh aspal, agregat umumnya lebih kecil dari voume air yang terserap. Besarnya berat jenis effektif agregat harus diantara berat jenis curah dan semu agregat.

Berat jenis semu (Gsa) dihitung dengan formula: 𝐺𝑠𝑎 = ^𝑃1+𝑃₂+⋯+𝑃_𝑛

𝑝1

𝐺1+^𝑃2_𝐺2+⋯+^𝑃𝑛_𝐺𝑛^... ^(2.5)

Dengan pengertian :

Gsa = berat jenis semu total agregat

𝑃₁, 𝑃₂, … 𝑃_𝑛 = persentase dalam berat agregat 1, 2,..., n 𝐺₁, 𝐺₂, … 𝐺_𝑛 = berat jenis semu agregat 1, 2,..., n

3. Berat jenis maksimum dari campuran dengan perbedaan kadar aspal

Pada perencanaan campuran dengan suatu agregat tertentu berat jenis maksimum Gmm, untuk kadar yang berbeda diperlukan untuk menghitung persentase rongga udara masing-masing kadar aspal.

Berat jenis maksimum dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut: 𝐺𝑚𝑚 = 𝑃𝑠^𝑃𝑚𝑚

𝐺𝑠𝑒+^𝑃𝑏_𝐺𝑏^{... (2.6)}

Dengan pengertian:

Gmm = berat jenis maksimum campuran (tidak ada rongga udara)

Pmm = campuran lepas total, persentase terhadap berat total campuran 100% Ps = agregat, persen berat total campuran

Gse = berat jenis effektif agregat Gb = berat jenis aspal

4. Penyerapan aspal.

Penyerapan aspal tidak dinyatakan dalam presentase total campuran tetapi dinyatakan sebagai persentase berat agregat, penyerapan aspal dapat dihitung dengan persamaaan sebagai berikut:

𝑃𝑏𝑎 = 100 (^{𝐺𝑠𝑒−𝐺𝑠𝑏}_{𝐺𝑠𝑏×𝐺𝑠𝑒}) 𝐺𝑏... (2.7) Dengan pengertian:

Pba = aspal yang terserap, persen berat agregat Gse = berat jenis effektif agregat

Gsb = berat jenis curah agregat Gb = berat jenis aspal

5. Kadar aspal effektif campuran

Kadar aspal effektif campuran adalah kadar aspal total dikurangi besarnya jumlah aspal yang meresap kedalam partikel agregat. Persamaan untuk perhitungan adalah sebagai berikut:

𝑃𝑏𝑒 = 𝑃𝑏 − (^𝑃𝑏𝑎₁₀₀) 𝑃𝑠... (2.8) Dengan pengertian:

Pbe = kadar aspal effektif persen total campuran Ps = agregat, persen berat total campuran Pb = aspal, persen berat total campuran

6. Persen VMA pada campuran aspal panas padat.

Rongga adalah mineral agregat, VMA adalah rongga antar partikel agregat pada campuran padat termasuk rongga udara dan kadar aspal effektif, dinyatakan dalam persen volume total. VMA dihtung berdasarkan berat jenis agregat curah (bulk) dan dinyatakan dalam persentase dari volume curah campuran padat.

Jika komposisi campuran di tentukan sebagai persen berat dari campuran total, maka VMA dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

𝑉𝑀𝐴 = 100 − (^{𝐺𝑚𝑏−𝑃𝑏𝑠}_𝐺𝑏𝑠 )... (2.9) Dengan pengertian:

VMA = rongga dalam agregat mineral (persen volume curah) Gsb = berat jenis curah campuran padat

Pbs = Agregat, persen berat total campuran

Gmb = berat jenis curah campuran padat (ASTM D 1726)

Atau jika komposisi campuran ditentukan sebagai persen berat agregat maka VMA dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

𝑉𝑀𝐴 = 100 − (^𝐺𝑚𝑏_𝐺𝑠𝑏 ×_100+𝑃𝑏¹⁰⁰ ) × 100... (2.10) Dengan pengertian:

Pb= aspal, persen berat agregat

Gmb= berat jenis curah campuran padat Gsb= berat jenis curah agregat

7. Perhitungan rongga udara dalam campuran padat.

Rongga udara, Pa dalam campuran padat terdiri atas ruang-ruang kecil antara partikel agregat terselimuti aspal, rongga udara dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

𝑃𝑎 = 100^{𝐺𝑚𝑚−𝐺𝑚𝑏}_𝐺𝑚𝑚 ... (2.11) Dengan pengertian:

Pa = rongga udara dalam campuran padat, persen dari total volume Gmm = berat jenis maksimum campuran (tidak ada rongga udara) Gmb = berat jenis curah campuran padat

8. Persen VFA (sering disebut VFB) dalam campuran padat.

Rongga udara terisi aspal, VFA merupakan persentase rongga antar agregat partikel (VMA) yang terisi aspal, VFA tidak termasuk aspal yang terserap agregat, dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

𝑉𝐹𝐴 = 100 (^{𝑉𝑀𝐴−𝑃𝐴}_𝑉𝑀𝐴 )... (2.12) Dengan pengertian:

VFA = rongga terisi aspal, persen dari VMA

VMA = rongga dalam agregat mineral (persen volume curah)

Pa = rongga udara dalam campuran padat, persen dari total volume

Dalam dokumen BAB II TINJAUAN PUSTAKA - Perbandingan Lama Rendaman Campuran Aspal AC-WC Dengan Memakai Air Laut Dan Air Tawar Teradap Karakteristik Marshall (Halaman 26-37)