Bab III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 RANCANGAN PENELITIAN
Pada penelitian ini dilaksanakan dengan melakukan percobaan laboratorium, dimana benda uji akan dibuat dalam percobaan ini berbentuk silinder yang mempunyai dimensi dengan diameter 10cm (4"), sedangkan material yang dibutuhkan dalam membuat benda uji tersebut sebanyak ± 1200 gram. Material yang digunakan dalam membuat benda uji tersebut adalah batu pecah dengan ukuran 10-15mm (Fl), 5-10mm (F2), 0-5mm (F3), pasir (F4), aspal, filler yang berasal dari serbuk marmer yang berasal dari Tulungagung, dan limbah pasir besi.
Kegiatan percobaan yang dilakukan di laboratorium meliputi: • Pemeriksaan Agregat.
Terdiri dari :
a. Analisa saringan
Standart pengujian : (PB-0201-76, AASHTO T-27-74, ASTM C-136-46)
Tujuan dari dilakukannya percobaan ini adalah untuk mencari gradasi dari agregat-agregat yang akan dipakai dalam percobaan bilamana agregat-agregat tersebut memenuhi syarat untuk
dikombinasikan dengan aspal sehingga diperoleh gradasi campuran yang memenuhi spesifikasi.
b. Berat jenis dan penyerapan agregat kasar
Standart pengujian : (PB-202, AASHTO T-85-74, ASTM C-127-68)
Tujuannya untuk menentukan berat jenis (Bulk), berat jenis kering permukaan jenuh (SSD), berat jenis semu (Apparent) dari agregat kasar.
- Dari hasil percobaan mencari berat jenis (Bulk spesific gravity) didapatkan nilai perbandingan berat kering dan berat air suling yang isinya sama dengan isi agregat dalam keadaan jenuh pada suhu tertentu, dimana nilai minimum dari berat jenis (Bulk
spesific gravity) adalah 2.5.
- Dari hasil percobaan mencari berat jenis kering permukaan jenuh
(SSD) didapatkan nilai perbandingan antara berat agregat kering
permukaan jenuh dan berat air suling yang isinya sama dengan isi agregat dalam keadaan jenuh pada suhu tertentu, dimana nilai minimum dari berat jenis kering permukaan jenuh (SSD) adalah 2.5.
- Dari hasil percobaan mencari berat jenis semu (Apparent spesific
gravity) didapatkan nilai perbandingan antara berat agregat
dalam keadaan jenuh pada suhu tertentu, dimana nilai minimum dariberat jenis semu (Apparent spesific gravity) adalah 2.5. - Dari hasil percobaan mencari nilai penyerapan dari
agregat-agregat bahan didapatkan nilai persentase berat air yang dapat diserap oleh pori terhadap berat agregat, dimana nilai maksimum dari penyerapan agregat kasar terhadap air adalah 3%.
c. Berat jenis dan penyerapan agregat halus
Standart pengujian : (PB 0203-6, AASHTO T-84-74, ASTM 126-68)
Tujuan dari dilakukannya percobaan ini adalah untuk menentukan berat jenis (Bulk specific gravity), berat jenis kering permukaan jenuh (SSD), berat jenis semu (Apparent specific
gravity) dari agregat halus. Nilai minimum untuk berat jenis (Bulk specific gravity), berat jenis kering permukaan jenuh (SSD), berat jenis semu (Apparent specific gravity)dan agregat
adalah 2.5, sedangkan nilai maksimum untuk penyerapan agregat halus adalah 3 %.
d. Sand Equivalent Test
Tujuan dari dilakukannya percobaan ini adalah untuk
menentukan besamya kadar lumpur yang terdapat dalam pasir. Nilai minimum dari sand equivalent test adalah 50 %.
e. Impact Test
Standart pengujian : (BS 812; PART 112: 1990)
Tujuan dari dilakukannya percobaan ini adalah untuk mengetahui ketahanan agregat terhadap beban kejut. Nilai uji yang didapat dari hasil impact test berbeda dengan beban yang dikerjakan secara berangsur. Umumnya nilai maksimum dari hasil impact test ini adalah 30%, kecuali untuk batuan yang keras sekali. Impact test ini dilakukan pada agregat kasar dengan ukuran antara 10-15 mm. Hasil impact test dari agregat dengan ukuran yang lebih kecil akan menghasilkan nilai yang lebih kecil pula.
f. Flakiness Test
Standart pengujian : (British Standards-812)
Tujuan dari dilakukannya percobaan ini adalah untuk melihat nilai kepipihan dari agregat, yang mana nilainya dinyatakan dalam persen, dengan cara melewatkan agregat ke alur saringan flakiness test menurut besamya butiran. Nilai maksimum untuk test ini 25 %.
g. Test Abrasi dengan Mesin Los Angeles
Standart pengujian : (PB 0206-76, AASHTO T 96-74, ASTM C 131-55)
Tujuan dan dilakukannya percobaan ini adalah untuk menentukan ketahanan agregat terhadap keausan dengan menggunakan mesin Los Angeles. Keausannya dinyatakan dengan perbandingan antara berat bahan aus lewat saringan No. 12 terhadap berat semula dalam persen. Nilai maksimum untuk uji ini 40 %.
h. Soundness Test
Standart pengujian : (AASHTO T-104)
Tujuan dari dilakukanya percobaan ini adalah untuk mengetahui ketahanan agregat tehadap cuaca. Percobaan ini dilakukan dengan merendam agregat dalam garam magnesium sulfat atau sodium sulfat. Nilai maksimum untuk test ini 12 %.
• Perencanaan Dan Penentuan Kadar Aspal Optimum.
Setelah dilakukan pemeriksaan agregat, dicari persentase aspal optimum dengan membuat campuran dengan persentase aspal dari 5 % sampai 7.5 %. Komposisi agregat diperoleh dari agregat yang lolos ayakan V*\ 3/8 ", no. 4, no. 8, dan tertahan ayakan 3/8", no. 4,
no. 8, dasar. Setelah itu dipilih yang mempunyai nilai Marshall terbaik dan dari sana diperoleh kadar aspal optimumnya.
• Pemeriksaan Dan Pengujian Limbah Pasir Besi, meliputi: a. Analisa saringan
Standart pengujian : (PB-0201-76, AASHTO T-27-74, ASTM C -136-46)
Analisa saringan yang dilakukan yaitu lolos saringan No.200, dan akan digunakan untuk mix design.
b. Analisa berat jenis
Standart pengujian : (PB 0203-6, AASHTO T-84-74, ASTM 128-68)
Tujuannya untuk menentukan berat jenis (Bulk) dari pasir besi yang akan digunakan sebagai bahan campuran pasir alam
c. Analisa komposisi kimiawi
Tujuannya untuk mengetahui komposisi senyawa kimia yang terkandung dalam limbah pasir besi yang akan digunakan.
Uji ini dilakukan di laboratorium Balai Penelitian dan Pengembangan Industri Surabaya.
• Perencanaan Campuran AC Type X dengan menggunakan Limbah Pasir Besi sebagai bahan campuran Pasir Alam.
Pada tahap ini diteliti pengaruh pengantian pasir alam dengan menggunakan pasir besi. Perbandingan yang digunakan adalah hasil
dari nilai Marshall test yang menggunakan pasir alam dengan hasil dari yang nilai Marshall test yang menggunakan limbah pasir besi. • Pembuatan Benda Uji dan Pengujian Benda Uji Dengan Alat Marshall
Tujuannya untuk mendapat nilai Marshall dari benda uji.
Tujuannya untuk mendapatkan stability, flow, air void, void filled,
Marshall Ouotient,dan Indeksperendaman campuran aspal beton
dengan pasir alam dan limbah pasir besi.
3.2 BAHAN PENELITIAN
Agregat berupa batu pecah diambil dari PT GAJAH MAS desa Kaliwelang, Pasuruan. Agregat yang diambil dari sini yaitu agregat kasar (Fraksi I, Fraksi II) dan agregat halus (Fraksi III). Sedangkan untuk pasir (Fraksi IV) digunakan pasir dari toko bahan bangunan. Aspal yang digunakan yaitu aspal minyak Pertamina Cilacap pen. 60 - 70 yang sudah tersedia di laboratorium Perkerasan Jalan UK Petra. Limbah Pasir Besi yang digunakan didapat dari pabrik pembuatan besi PT. Siddhakarya Anggawa Adhipala, jalan Raya Pakal No. 35, Benowo - Surabaya. Limbah pasir besi yang diambil berupa butiran-butiran yang cukup halus namun tetap harus lolos saringan no 8.
3.3 PERALATAN YANG DIGUNAKAN
• Penumbuk berbentuk silinder dengan berat 4,536 kg (10 pound), dengan tinggi jatuh bebas 45,7 cm (18").
• 2 buah cetakan benda uji 0 10 cm (4") dan tinggi 7,5 cm (3"), dengan pelat alas dan leher sambung.
• Alat untuk mengeluarkan benda uji dari cetakan (donkrak).
• Landasan pemadat dari kayu yang dilapisi plat baja berukuran 30x30x2.5 cm yang diikatkan pada lantai beton dengan empat bagian siku.
• Mesin tekan Marshall yang dilengkapi dengan kepala penekan dan cincin penguji (kapasitas 30 kN) dengan ketelitian 3 kN.
• Water bath yang bisa diatur suhunya. • Bak perendam.
• Peralatan pendukung lainnya: termometer, panci, wajan, pengaduk, kompor gas dan Iain-lain.
TAHAPAN PENELITIAN
• Penelitian Dari Sampel Dengan Pasir Alam untuk Mencari Kadar Aspal Optimum
a. Persiapan bahan
Dipakai bahan campuran sesuai dengan spesifikasi dari hasil analisa saringan untuk masing-masing fraksi (fraksi I sampai IV).
Tanpa Limbah Pasir Besi
Tahapan Penelitian
Tes Agregat Analisa Ayakan Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Kasar
Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Halus
Sand Equivalent Test Tes Abrasi
Impact Test Tes Flakiness Tes Soundness
Mencari Persentase Aspal Optimum dengan Tes
Marshall
Dengan Limbah Pasir Besi
Persentase Limbah Pasir Besi Yang Digunakan
5%,6%,7%,8%,9%,10% Stabilitas Flow Marshall Quotient % Air Void % Void Filled Indeks Perendaman
Untuk satu sampel ditentukan berat agregat 1200 gram. Komposisi agregat hasil analisa saringan yang akan dicampur dan batas
spesifikasinya dapat dilihat pada tabel dibawah:
Tabel 3.1 Batas Spesifikasi Gradasi Campuran
No. Saringan 1" 3/4" 3/8" No.4 No.8 No.30 No.50 No.200 Batas Spesifikasi 100 95-100 58-78 38-60 27-47 13-28 9-20 4-8 Batas Tengah Spesifikasi 100 97.5 68 49 37 20.5 14.5 6
b. Pembuatan benda uji
Langkah-langkah dalam pembuatan:
• Panaskan panci pencampuran melebihi suhu pencampuran (165-170°C), masukkan campuran agregat sesuai dengan komposisi yang sudah didapat dan aduk sampai panasnya merata.
• Panaskan aspal sampai 140°C.
• Tuangkan aspal pada campuran agregat sebanyak yang akan dicoba, lalu diaduk sampai semua agregat dilapisi aspal dan diamati suhunya hingga 140-150°C .Untuk masing-masing sampel dibuat 3 buah.
• Bersihkan cetakan dan dilumuri dengan oli. • Letakkan selembat kertas pada dasar cetakan.
• Campuran dalam cetakan ditumbuk 75 kali (dengan tinggi jatuh 45cm) untuk sisi atas dan sisi bawah dengan membalik benda uji (pemadatan harus tegak lurus pada alat cetak).
• Setelah benda uji dingin, keluarkan benda uji dengan bantuan dongkrak. • Untuk setiap benda uji hams diberi tanda.
c. Pengujian benda uji
Langkah-langkah yang dilakukan dalam pengujian benda uji: • Benda uji dibersihkan dari kotoran yang menempel.
• Tinggi benda uji diukur dan dicatat. • Berat benda uji ditimbang.
• Benda uji direndam dalam air selama ± 5 menit.
• Benda uji dilap sampai keadaan kering permukaan jenuh (SSD) kemudian ditimbang.
• Benda uji direndam selama 24 jam pada suhu ruang. • Benda uji ditimbang dalam air.
• Benda uji direndam dalam Water Bath dengan suhu 60 ± 5°C selama ± 60 menit.
• Setelah ± 60 menit benda uji diletakkan pada alat Marshall, dan pembacaan pada alat diatur sampai nol. Pembebanan diberikan dengan kecepatan 50 mm/menit sampai beban maksimum. Pembebanan maksimum dan angka kelelehan ditunjukkan oleh jarum penunjuk pada saat beban maksimum tercapai lalu dicatat.
a. Pengolahan data
Data-data yang diperoleh diolah dalam tabel Marshall. Hasilnya dibuatkan grafik dan diperoleh kadar aspal optimum yang akan digunakan untuk pengujian campuran dengan menggunakan limbah pasir besi sebagai bahan campuran pasir alam biasa.
• Percobaan Dengan Menggunakan Limbah Pasir Besi
Setelah kadar aspal optimum dengan menggunakan pasir alam biasa diketahui, dilakukan pengujian dengan menggunakan limbah pasir besi sebagai bahan campuran pasir alam biasa untuk mencari besarnya kadar aspal optimum yang dihasilkan dari penambahan pasir alam dengan limbah pasir besi. Jadi dalam percobaan ini dicoba limbah pasir besi untuk menggantikan pasir alam sebesar 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, dan 10% dari persentase besarnya pasir alam terhadap keseluruhan agregat, yang besarnya 17 % dari 1200 gram. Masing- masing dari persentase limbah pasir besi yang menggantikan pasir alam, dibuat 3 sampel untuk tiap persentase pasir besi yang dicoba, jadi keseluruhan sample ada 18 sampel
3.5 METODE ANALISA HASIL
Hasil Marshall yang didapat meliputi stability, flow, air void, void
sampel. Dari hasil-hasil tersebut dibandingkan antara sampel dengan menggunakan pasir alam biasa dengan sampel yang menggunakan limbah pasir besi. Akibat penambahan dari pasir alam biasa dengan limbah pasir besi pada campuran aspal beton AC tipe XI dapat diketahui dengan melihat grafik dari hasil Marshall.
