i
PENGARUH SEGREGASI AGREGAT TERHADAP
KARAKTERISTIK MARSHALL PADA CAMPURAN
ASPHALT CONCRETE WEARING COURSE
(
AC-WC
)
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
diajukan oleh :
RURI MASKUR NIM : D 100 090 033
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
iii
KATA PENGANTAR
Bismillahirrohmanirrohim
Assalammu alaikum Warohmatullahi Wabarokatuh
Puji syukur kami panjatkan kehadirat ALLAH Subhanahu Wa Ta’ala yang telah melimpahkan segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan dan menyusun laporan Tugas Akhir berupa Penelitian Laboratorium dengan judul : Pengaruh Segregasi Agregat Terhadap Karakteristik Marshall Pada Campuran Asphalt Concrete Wearing Course (AC-WC).
Tugas Akhir ini merupakan salah syarat yang harus ditempuh oleh mahasiswa jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta sebagai syarat untuk mencapai derajat kesarjanaan.
Penyusun Tugas Akhir ini didasarkan dari pelaksanaan penelitian di Laboratorium Universitas Muhammadiyah Surakarta dengan bimbingan dari teknisi laboratorium serta bimbingan dosen pembimbing, oleh karenanya dalam kesempatan ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta sekaligus selaku Dosen Penguji. 2. Bapak Ir. Mochamad Solikin, M.T., Ph.D., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Ibu Yeni Nurchasanah, S.T., M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta
4. Bapak Basuki, S.T., M.T., selaku Pembimbing Akademik.
5. Bapak Muslich Hartadi Sutanto, S.T., M.T., Ph.D., selaku Dosen Pembimbing I.
6. Bapak Ir. Agus Riyanto, M.T., selaku Pembimbing II.
iv
8. Ayah dan ibuku tercinta yang telah memberikan nasehat, semangat, dorongan dan bantuan yang tak ternilai.
9. Dan semua pihak yang telah membantu terselesainya penyusunan laporan Tugas Akhir ini.
Telah disadari sepenuhnya bahwa dengan keterbatasan-keterbatasan yang dimiliki sehingga dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan maupun kelemahan, oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun untuk kesempurnaan penelitian ini sangatlah diharapkan.
Harapan penyusun, semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi seluruh para pembaca yang budiman.
Wassalammu alaikum Warohmatullahi Wabarokatuh
Surakarta, Februari 2014
v DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR TABEL ... x
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ... xv
MOTTO ... xvii
PERSEMBAHAN ... xviii
ABSTRAKSI ... xix
ABSTRACT ... xx
BAB I PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang ... 1
B. Rumusan Masalah ... 2
C. Tujuan dan Manfaat Penelitian ... 3
1. Tujuan penelitian ... 3
2. Manfaat penelitian ... 3
D. Batasan Masalah ... 3
E. Keaslian Penelitian ... 5
F. Persamaan dan Perbedaan dengan Penelitian Sebelumnya ... 5
BAB II TINJAUN PUSTAKA ... 7
A. Campuran Aspal Panas (Hot Mix Asphalt) ... 7
B. Deskripsi Asphalt Concrete (AC) ... 7
C. Lapis Asphalt Concrete Wearing Course (AC-WC) ... 8
D. Segregasi Agregat ... 9
vi
2. Rancangan komposisi agregat dalam campuran ... 16
C. Parameter dan Formula Perhitungan Analisis Campuran ... 17
1. Stabilitas Marshall ... 17
2. Kelelehan (flow) ... 18
3. Hasil bagi Marshall (Marshall Quotient) ... 18
4. Kepadatan (density) ... 18
5. Volume pori dalam beton aspal padat (void In mix / VIM ) ... 19
6. Volume pori dalam agregat campuran (void in the mineral aggregate / VMA) ... 20
7. Volume pori antara butir agregat terisi aspal (volume ofvoids filled with asphalt / VFA) ... 20
BAB IV METODE PENELITIAN ... 21
A. Tahapan Penelitian ... 21
1. Tahap I : Persiapan bahan dan alat ... 21
2. Tahap II : Pemeriksaan kualitas material yang digunakan ... 21
a. Pemeriksaan mutu agregat kasar ... 22
1) Tes abrasi Los Angeles ... 22
2) Pemeriksaan berat jenis dan penyerapan air ... 22
3) Pemeriksaan kelekatan agregat terhadap aspal ... 22
4) Pemeriksaan analisa saringan agregat kasar ... 22
b. Pemeriksaan mutu agregat halus ... 22
1) Pemeriksaan berat jenis dan penyerapan air ... 22
vii
3) Pemeriksaan analisa saringan agregat halus ... 22
c. Pemeriksaan mutu aspal ... 22
3. Tahap III : Penentuan proporsi tiap agregat untuk membuat benda uji .. ... 22
4. Tahap IV : Pembuatan benda uji dengan variasi kadar aspal ... 23
5. Tahap V : Pengujian Marshall Test I ... 23
6. Tahap VI : Menyiapkan agregat dari masing-masing Stockpiles ... 23
7. Tahap VII : Pembuatan benda uji dengan kadar aspal optimum. ... 24
b. Satu set alat uji kelekatan agregat terhadap aspal ... 31
c. Satu set alat pemeriksaan berat jenis agregat kasar ... 31
d. Satu set alat pemeriksaan berat jenis agregat halus ... 32
e. Satu set alat pengujian Sand Equivalent ... 33
f. Satu set ayakan agregat kasar dan halus ... 34
viii
B. Proporsi Setiap Fraksi Dalam Campuran ... 42
C. Kadar Aspal Optimum ... 43
D. Gradasi Campuran Benda Uji ... 47
E. Pengaruh segregasi terhadap karakteristik Marshall ... 51
1. Pengaruh variasi segregasi terhadap nilai kepadatan (density) ... 53
2. Pengaruh variasi segregasi terhadap nilai stabilitas ... 54
3. Pengaruh variasi segregasi terhadap nilai kelelehan (flow) ... 56
4. Pengaruh variasi segregasi terhadap nilai Marshall Quotient (MQ) ... 58
5. Pengaruh variasi segregasi terhadap nilai VMA ... 60
ix
7. Pengaruh variasi segregasi terhadap nilai VFA ... 63
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ... 64 A. Kesimpulan ... 64 B. Saran ... 65
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
x
DAFTAR TABEL
Tabel I.2 Penelitian sejenis yang pernah dilakukan ... 6
Tabel II.1 Ketentuan sifat-sifat campuran AC-WC ... 8
Tabel II.1 Persyaratan agregat kasar ... 13
Tabel II.2 Persyaratan agregat halus ... 14
Tabel II.3 Syarat aspal perkerasan jalan ... 15
Tabel II.4 Gradasi agregat campuran AC-WC ... 16
Tabel III.1 Desain kadar aspal dalam campuran ... 23
Tabel III.2 Desain benda uji untuk pengujian Marshall ... 24
Tabel IV.1 Hasil pemeriksaan kualitas agregat kasar ... 41
Tabel IV.2 Hasil pemeriksaan kualitas agregat halus ... 41
Tabel IV.3 Hasil pemeriksaan kualitas aspal pen 60/70 ... 41
Tabel IV.4 Hasil analisa saringan ... 42
Tabel IV.5 Hasil rancangan campuran gradasi AC-WC dengan metode grafis ... 43
Tabel IV.6 Hasil pengujian Marshall untuk mencari KAO ... 43
Tabel IV.7 Gradasi campuran normal ... 48
Tabel IV.8 Gradasi campuran segregasi I ... 49
Tabel IV.9 Gradasi campuran segregasi II ... 50
Tabel IV.10 Gradasi campuran segregasi III ... 51
xi
Gambar III.17 Alat pemeriksaan titik nyala dan titik bakar ... 37
xii
Gambar IV.6 Grafik hubungan kadar aspal dengan Marshall
Quotient ... 46
Gambar IV.7 Grafik penentuan nilai kadar aspal optimum ... 47
Gambar IV.8 Grafik gradasi campuran normal ... 48
Gambar IV.9 Grafik gradasi campuran segregasi I ... 49
Gambar IV.10 Grafik gradasi campuran segregasi II ... 50
Gambar IV.11 Grafik gradasi campuran segregasi III ... 51
Gambar IV.12 Hubungan antara variasi benda uji terhadap nilai density ... 53
Gambar IV.13 Hubungan antara variasi benda uji terhadap nilai stabilitas ... 55
Gambar IV.14 Hubungan antara variasi benda uji terhadap nilai kelelehan ... 56
Gambar IV.15 Hubungan antara variasi benda uji terhadap nilai MQ ... 58
Gambar IV.16 Hubungan antara variasi benda uji terhadap nilai VMA . 60
Gambar IV.17 Hubungan antara variasi benda uji terhadap nilai VIM .. 61
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran I Hasil Pemeriksaan Aspal Lampiran I.1 Pemeriksaan penetrasi Lampiran I.2 Pemeriksaan titik lembek Lampiran I.3 Pemeriksaan berat jenis aspal Lampiran I.4 Pemeriksaan daktilitas
Lampiran I.5 Pemeriksaan titik nyala dan titik bakar aspal
Lampiran II Hasil Pemeriksaan Agregat Lampiran II.1 Pemeriksaan keauasan agregat
Lampiran II.2 Pemeriksaan berat jenis dan penyerapan agregat kasar Lampiran II.3 Pemeriksaan kelekatan agregat terhadap aspal
Lampiran II.4 Pemeriksaan berat jenis dan penyerapan agregat halus Lampiran II.5 Pemeriksaan Sand Equivalent
Lampiran II.6 Pemeriksaan analisa saringan fraksi I (FI) Lampiran II.7 Pemeriksaan analisa saringan fraksi II (FII) Lampiran II.8 Pemeriksaan analisa saringan fraksi III (FIII)
Lampiran III Hasil Pemeriksaan Marshall Untuk KAO Lampiran III.1 Pemeriksaan benda uji setelah dipadatkan Lampiran III.2 Pemeriksaan Marshall Test
xiv
Lampiran IV Hasil Pemeriksaan Marshall pada Kondisi Normal, Segregasi I, Segregasi II dan Segregasi III
Lampiran IV.1 Pemeriksaan Benda Uji setelah dipadatkan Lampiran IV.2 Pemeriksaan Marshall Test
Lampiran IV.3 Perhitungan Marshall Test pada kondisi normal Lampiran IV.4 Perhitungan Marshall Test pada kondisi segregasi I Lampiran IV.5 Perhitungan Marshall Test pada kondisi segregasi II Lampiran IV.6 Perhitungan Marshall Test pada kondisi segregasi III
Lampiran V Tabel dan Hasil Perhitungan Angka Koreksi Lampiran V.1 Tabel angka koreksi
xv
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN a = Kadar aspal terhadap agregat (%)
a = Persentase kehilangan kekuatan selama satu hari (%) AC = Asphalt Concrete
Ba = Berat benda uji kering permukaan jenuh di dalam air (gram) Bj = Berat benda uji kering permukaan jenuh (gram)
Bj eff = Berat jenis efektif
Gmm = kepadatan teoritis maksimum
Gsagg = Berat jenis agregat
Ga = Berat jenis aspal
h = Kepadatan teoritis maksimum
xvi
k = Jumlah kandungan rongga (%)
KAO = Kadar aspal optimum (%)
kg = Kilogram
lbs = Pound
m = Kadar rongga terisi aspal (%)
ml = Mililiter
mm = Milimeter
MQ = Marshall Quotient (kg/mm)
n = Kadar rongga terhadap campuran (%)
o = Nilai pembacaan arloji stabilitas p = Nilai stabilitas koreksi (lbs)
q = Nilai stabilitas setelah dikoreksi dengan volume r = Nilai kelelehan plastis, flow (mm)
s = Marshall Quotient (kg/mm) SE = Sand Equivelent
SNI = Standar Nasional Indonesia SS = Sand Sheet
SSD = Saturated Surface Dry
VFWA = Voids Filled With Asphalt (%) VIM = Voids In The Mix (%)
VMA = Void in Mineral Aggregate (%)
o
C = Derajat Celcius
o
xvii
MOTTO
“Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman dan berilmu sampai beberapa derajat.”
( Q.S. Al-Mujadilah: 11 )
“Dan Tuhanmu berfirman, „ berdo‟alah kepada-Ku, niscaya akan Kuperkenankan bagimu…„”.
(QS Ghafir : 60)
“ Hai orang-orang yang beriman, jadikanlah sabar dan shalatmu sebagai penolongmu, sesungguhnya Allah beserta orang-orang
yang sabar ”
( QS. Al-Baqarah : 153 )
“ Seseorang yang mampu bangkit setelah jatuh adalah orang yang lebih kuat daripada seseorang yang tidak pernah jatuh sama
sekali ” ( Mario Teguh )
“ Sebaik-baiknya orang adalah yang paling bermanfaat bagi orang lain ”
( Hadist H.R. Qudha’i )
“ Banyak kegagalan dalam hidup ini dikarenakan orang-orang tidak menyadari betapa dekatnya mereka dengan keberhasilan saat
xviii
PERSEMBAHAN
Alhamdulillahirrabil’alamin
Satu langkah telah usai, satu cita telah ku gapai, namun itu bukan akhir dari perjalanan melainkan awal dari perjuangan
Dengan kerendahan hati yang tulus, bersama keridhaan-Mu ya Allah, kupersembahkan karya kecilku ini untuk ibu dan ayah ku tercinta. Kalian merupakan cinta, kasih, semangat, ketenangan dan segalanya,
sungguh aku sayang kalian.
Untuk kakakku, kau adalah salah satu motivator dan inspirasi terbesar dalam hidupku. Untuk keponakanku Nadine Mifta, yang selalu jadi penghilang kepenatan karena kelucuannya. Terima kasih
atas semua yang telah diberikan selama ini. Dan untuk semua keluarga besarku.
Special thanks to :
Allah S.W.T atas semua limpahan karuniaNya dapat terselesaikan Tugas Akhir ini
Bapak dan ibu ku terima kasih atas doa, dukungan dan semua kasih sayang yang telah kalian berikan padaku
Bapak dan ibu dosen pembimbing yang telah memberikan masukan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini
Teman-teman seperjuanganku yang telah membantu dalam penyelesaian laporan ini,
o Yuniadi, rudi, angga, tama makasih buat bantuannya
o Mas joko, dan asisten banker (yudha, rossian) yang memberi bimbingan selama di laboraturium
xix
PENGARUH SEGREGASI AGREGAT TERHADAP KARAKTERISTIK
MARSHALL PADA CAMPURAN ASPHALT CONCRETE WEARING COURSE
(AC-WC)
ABSTRAKSI
Salah satu penyebab penurunan kualitas beton aspal adalah terjadinya segregasi agregat di dalam campuran. Segregasi dapat terjadi akibat penanganan yang kurang tepat selama proses penimbunan di Stockpiles, pengangkutan agregat, saat produksi beton aspal maupun saat pengangkutan dan penghamparan campuran aspal panas. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh perbandingan antara campuran AC-WC normal dengan campuran AC-WC yang mengalami segregasi.
Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode eksperimen yang dilakukan di Laboratorium Teknik Sipil UMS. Percobaan meliputi pemeriksaan agregat dan aspal untuk memperoleh karakteristik material yang sesuai dengan spesifikasi yang disyaratkan dalam Bina Marga 2010. Variasi kadar aspal yang digunakan untuk menentukan kadar aspal optimum yaitu 4,5%, 5%, 5,5%, 6%, 6,5% dan 7% terhadap total berat agregat. Dengan kadar aspal optimum, kemudian membuat campuran benda uji normal dan benda uji variasi segregasi. Adapun variasi segregasi yang digunakan yaitu agregat yang diambil dari bagian ujung dari Stockpiles digunakan sebagai segregasi I, agregat yang diambil dari bagian tengah sisi luar dari Stockpiles digunakan sebagai segregasi II dan agregat yang diambil dari bagian bawah sisi luar dari Stockpiles digunakan sebagai segregasi III. Selanjutnya dilakukan tes Marshall dari masing-masing benda uji untuk memperoleh hasil berupa karakteristik Marshall pada campuran AC-WC.
Berdasarkan hasil penelitian, segregasi agregat berpengaruh terhadap nilai karakteristik Marshall pada campuran AC-WC. Hal ini terbukti terjadi penurunan nilai density pada variasi segregasi sebesar 2.51 % - 9.21 % dari kondisi normal. Penurunan nilai stabilitas pada variasi segregasi sebesar 5.51 % - 48.63 % dari kondisi normal. Penurunan nilai flow pada segregasi I sebesar 28.21 % dan terjadi kenaikkan pada segregasi II dan segregasi III sebesar 7.05 % dan 47.12 % dari kondisi normal. Kenaikkan nilai MQ pada segregasi I sebesar 33.12 % dan terjadi penurunan pada segregasi II dan segregasi III sebesar 22.25 % dan 64.57 % dari kondisi normal. Kenaikkan nilai VMA pada variasi segregasi sebesar 10.26 % - 41.08 % dari kondisi normal. Kenaikkan nilai VIM pada variasi segregasi sebesar 53.64 % - 214.81 % dari kondisi normal. Penurunan nilai VFA pada variasi segregasi sebesar 11.46 % - 35.69 % dari kondisi normal. Secara umum, segregasi agregat dalam campuran aspal dapat mengurangi kualitas perkerasan, yaitu nilai kekuatan dan durabilitasnya. Pada penelitian ini, segregasi III merupakan segregasi yang paling mengakibatkan terjadinya penurunan kualitas campuran AC-WC.
xx
THE INFLUENCE OF AGGREGATE SEGREGATION ABOUT MARSHALL CHARACTERISTICS ON MIXED OF ASPHALT CONCRETE WEARING COURSE
(AC-WC)
ABSTRACT
One of the factors causing the decrease of asphalt concrete quality is the segregation of aggregate in mixture. Segregation can occurs due to the inappropriate handling of the aggregate in Stockpiles, aggregate hauling, mixing process in the asphalt mixing plant, hauling and placement of the hot mix. The research aims to obtain a comparison between a normal mixture of AC-WC with a variation of segregated AC-WC mixture.
The method used in the research is an experimental method that is carried out at the Civil Engineering Laboratory Universitas Muhammadiyah Surakarta (UMS). The experiments include the examination of aggregate and asphalt to obtain material characteristics in accordance with the specifications required by Bina Marga 2010. Asphalt contents variation which is used to determine the optimum asphalt content is 4.5%, 5%, 5.5%, 6%, 7% and 6.5% of the total weight of the aggregate. With the optimum asphalt content that has been gained to make mix design at normal mixture and variation of segregated mixture. The variations of aggregates used to simulate the segregation are : 1). aggregate taken from the top of the Stockpiles (segregation I); 2) aggregate taken from the middle of the Stockpiles (segregation II); 3) aggregate taken from the button of the Stockpiles (segregation III). Marshall test was performed in order to obtain results of Marshall characteristics of AC-WC mixture.
Based on the results of the research, aggregate segregation affects the value of Marshall characteristics in the mixture of AC-WC. This is evident from the decrease in the value of Density in variation of segregation about 2.51% - 9.21% from normal condition. Decrease in the value of stability in variation segregation about 5.51% - 48.63% from normal condition. Decrease in the value of flow on segregation I is 28.21% and increase in segregation II and III at 7.05% and 47.12% from normal condition. Increase in the value of MQ in segregation I is 33.12% and decrease in segregation II and III at 22.25% and 64.57% from normal condition. Increase in the value of VMA in variation segregation about 10.26% - 41.08% from normal condition. Increase in the value of VIM in segregation variation about 53.64% - 214.81% from normal condition. Decrease in the value of VFA in segregation variation about 11.46% - 35.69% from normal condition. Generally, aggregate segregation in asphalt mixtures can reduce the quality of the pavement, is the value of strength and durability. In the research, segregation III resulted the lowest quality AC-WC mixture.
