KARAKTERISTIK CAMPURAN ASPAL DAN AGREGAT
( MIX – 01 )
A. JADWAL PELAKSANAAN
Hari / Tanggal : Senin / 3 January 2011
Waktu : 08.00 WIB – Selesai
Tempat : Laboratoium Pengujian Bahan Teknik Sipil
Politeknik Negeri Padang B. TUJUAN PRAKTIKUM
a. Tujuan Umum
Dapat mengetahui jumlah kadar aspal optimum yang dapat digunakan dalam suatu campuran aspal dan agregat.. Dapat menentukan komposisi yang tepat antara agregat aspal dan material pengisi (filler) dalam campuran beraspal dan dapat menentukan kadar aspal optimum yang di gunakan untuk perencanaan campuran aspal pada jalan raya.
b. Tujuan Khusus
1. Dapat memahami prosedur pelakasanaan pengujian campuran aspal
dengan agregat dengan baik benar.
2. Dapat menggunakan peralatan pengujian campuran aspal dan agregat
dengan baik dan benar.
3. Dapat mencatat, menghitung dan menganalisa data pengujian campuran
aspal dan agregat dengan metode Marshall.
4. Dapat memplotkan data – data dari hasil pencarian dengan metode
Marshall kedalam grafik untuk mendapatkan kadar as[al optimum.
C. REFERENSI
1. Panduan Praktikum Pengujian Bahan II
3. Bahan Ajar Rekayasa Jalan II
4. SNI 06 – 2489 - 1991
D. DASAR TEORI
1) Jenis Campuran
Konstruksi perkerasan jalan lentur merupakan campuran antara aspal dengan agregat. Campuran aspal dan agregat ini lebih dikenal dengan campuran beraspal dan juga campuran beton aspal. Aspal dalam campuran bersifat sebagai perekat dan pengisi, sedangkan agregat berfungsi sebagai tulangan struktur perkerasan. Agak sulit untuk melakukan klasifikasi yangcukup tegas terhadap jenis – jenis aspal / campuran yang ada. Tidak sedikit campuran terkait perkerasannya sdan juga jenis campuran yang tergantung pada fungsinya.
Beberapa jenis campuran dapat diklasifikasikan sebagai berikut : a. Berdasarkan fungsi campuran pada struktur perkerasan
Lapisan pondasi Lapisan permukaan Lapisan aus
Lapiosan tertutup
b. Berdaskan kemampuan mendistribusikan beban Campuran yang memiliki nilai struktural
Campuran yang tidak memuiliki nilai struktural
c. Berdasarkan metode konstruksinya Metode segregasi
Metode pracampur, yang terbagi atas campuran panas ( Hot Mix ),
campuran hangat ( Warm Mix ) dan campuran dingin ( Cold Mix ). Berikut beberapa jenis campuran yang cukup dikenal di Indonesia:
a. Lapen ( Lapis Penetrasi Makadam )
Campuran antara agregat dan aspal yang terdiri dari agregat pokok dan agregat pengunci dengan gradasi terbuka dan seragam yang diikat
dengan aspal dengan cara disemprotkan diatas dan dipadatkan lapis demi lapis.
Biasa digunakan sebagai lapis pondasi dan lapis pwermukaan. Jika
digunakan sebagai lapis permukaan, maka perlu diberi lapisan penutup, yang merupakan leburanb aspal dengan agregat penutup.
Campuran ini mempunyai sifat kurang kedapair, kekuatan utama terletak pada sifat saling interlocking antara batuan pokok dengan batuan
pengunci, memiliki nilai struktural, cukup kenyal dan memiliki permukaan yang kasar. Dapat digunakan untuk perkerasan lama dan baru serta lalu lintas ringan dan sedang. Campuran ini termasuk jenis segresi, yaitu proses pencampuran dilakukan pada saat pengahamparan.
b. Latastirn ( Lapis Tipis Aspal Pasir )
Campuran yamng memiliki / terdiri dari aspal dan pasir bergradasi
menerus yang dicampurkan pada suhu minimum 120º C dan dipadatkan pada suhu minimum 120º C dan dipadatkan pada suhu 90º C - 110º C. Berfungsi sebagai lapis penutup, lapisan aus memberikan permukaan jalan yang rata dan licin. Campuran ini merupakan bentuk campuran pra campur dengan campuran panas.
c. Buras ( Leburan Aspal )
Campuran yang terdiri dari aspal leburan pasir dengan ukuran maksimum 3/8, berfungsi sebagai lapisan penutup menjaga permukaan agar tidak berdebu, kedap air, tidak licin dan mencegah lepasnya butir halus, termasuk konstruksi segresi.
Campuran ini sama dengan buras,tetapi leburan ini satu lapis agregat bergradasi seragam dengan tebal maksimum 20 mm. Berfungsi menjaga permukaan agar tidak berdebu, mencegah air masuk dan memperbaiki tekstur permukaan, digunakan pada jalan yang belum atau sudah beraspal yang sudah stabil, mulai retak atau mengalami degradasi dan dapat digunakan sampai lalu lintas berat.
e. Burda ( Leburan Aspal Dua Lapis )
Burda ini merupakan p[engembangan dari Burtu, dimana lapisan aspal ditaburi dan dikerjakan 2 kali secara berurutan dengan tebal maksimal 35 mm. Berfungsi memebuat permukaan tidak berdebu, mencegh masuknya air dan memperbaiki tekstur permukaan perkerasan. Digunakan pada jalan ytang telah atau belum beraspal dan jalan tersebut telah stabil dan rata mulai retak atau degradasi dan dapat digunakan sampai lalu lintas berat.
f. Lasbutag ( Campuran Asbuton Dingin )
Campuran yang terdiri atas campuran agregat asbuton dan bahan
peremaja yang tercampur, diaduk, diperam, dihamparkan dan dipadatkan dalam keadaan dingin ( tanpa pemanasan ). Campuran ini merupakan jenis yang memanfaatkan langsung aspal, yaitu aspal dari pulau buton ( yang disebut Asbuton ).
g. Latasbum ( Lapis Tipis Asbuton Murni )
Ini merupakan pengembangan dan memanfaatkan aspal alam asbuton melakukan ekstraksi untuk mendapatkan aspal murni dari alam atau batuan asbuton. Digunakan pada jalan raya telah n\beraspal yang telah stabil dan rata serta mulai retak dan mengalami.
h. Laston ( Lapis Aspal beton )
Campuran aspal dengan agregat bergradasi menerus dengan campuran / yang dicampurkan pada suhu minimum 115º C, dihamparkan pada suhu minimum 110º C. Berfungsi sebagai pelindung / pendukung lalu lintas,
pelindung lapisan dibawahnya dari cuaca dan air, lapisan aus dan menyediakan permukaan jalan rata dan tidak licin.
i. Laston atas ( Lapisan Aspal Pondasi Atas )
Campuran ini adalah penggunaan Laston sebagai lapisan pondasi dan campuran ini terdiri dari campuran agregat dan aspal dengan
perbandingan tertentu dan di
Campur pada suhu 90º C - 120º C dan dipadatkan dalam keadaan panas. Berfungsi sebagai lapisan perkerasan dan meneruskan beban kekonstruksi dibawahnya.
j. Laston Bawah ( Lapisan Aspal Beton Pondasi Bawah )
Campuran ini terdiri dari campuran agregat dan aspal yang dicampur pada suhu minimum 80º C - 120º C dan dipadatkan pada suhu minimum 80º C. Berfungsi sebagai perkerasan yang menruskan beban padsa
konstruksi dibawahnya. Dipasang pada tanah dasar yang telah stabil dan untuk mempercepat peningkatan jalan secara keseluruhan, terutama pada konstruksi bertahap.
k. Lataston ( Lapis Tipis Aspal Beton )
Campuran ini menggunakan agregat bergradasi timpang, aspal dan filler yang dicampur pada suhu tertentu, tergantung pada nilai penetrasi aspal yang digunakan dan dipadatkan pada suhu minimal 148º C. Tebal
padatnya antara 2,5 cm – 3 cm. l. Hot Rolled Aspalt HRA
Campuran ini adalah tipe campuran yang menggunakan agregat bergradasi senjang. Campuran ini menggunakan sedikit agregat berukuran sedang ( 2,36 m – 10 mm ) dan matriks material halus dan aspal serta sedikit agregat kasar ( biasanya ukuran normal 14 mm ).
Campuran SMA bergradasi kasar, seperti aspal Porous tetapi rongganya terisi mortar agregat halus/filler/aspal. Hasilnya adalah suatu campuran bergradasi senjang dengan ketahanan terhadap air dan memiliki
durabilitas tinggi.
Dari sekian banyak tipe-tipe campuran aspal dan agregat yang paling umum campuran aspal beton ( Asphatic Concrete) yang dikenal dg AC atau laston dan campuran hot Rolled Asphalt (HRA)
AC merupakan susunan gradasi yang continue dari mutu material mutu tinggi yang dicampur panas. Agregat yang lebih kecil mengisi ruang antar agregat yang lebih besar, membenttuk struktur granular yang padat dengan void yang sangat kecil
HRA adalah sand base mixture yang padat, kedap dan bergradasi timpang
, karena ada ukuran ada ukuran butir yang tidak terdapat dalam
campuran. Sedangkan ukuran agregat halus cukup banyak, maka agregat kasar seolah-olah mengambang.
Perbandingan sifat-sidat yang penting antara AC dan HRA
N
o
Campuran AC
Campuran HRA
1. 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Kedap air Fleksibilitas rendah Keawetan kurang
Fatique resistance baik Sensitif thd Variasi campuran Pola Pemadatan sangat sukar Kontrol terhadap VIM tinggi. Nilai struktur tinggi (kekuatan struktur )
Nilai kekerasan tinggi Gradasi menerus Lapisan harus tebal
Kedap air
Fleksibilitas Tinggi Keawetan tinggi
Fatique resistance baik Kurang sensitif
Mudah Pemadatan VIM tidak begitu kritis
Nilai kekuatan struktur rendah Nilai kekerasan rendah
Gradasi timbang
2) Kinerja campuran aspal dan agregat
Campuran aspal dan agregat untuk perkerasan jalan yang biasanya disebut sebagai aspal beton merupakan suatu bahan lapis perkerasan jalan yang terdiri dari
campu-ran agregat kasar, agregat sedang dan agregat halus serta bahan mineral lainnya sebagai pengisi / filler dengan aspal sebagai bahan pengukat dalam perbandingan yang proporsional dan teliti serta diatur dalam perencanaan campuran.
Tahapan yang perlu diketahui dalam perencanaan campuran beraspal adalah :
Melakukan pemeriksaan terhadap aspal yang akan dipakai. Pemeriksaan viskositas dan
berat jenis aspal. Viskositas diperlukan untuk menentukuan suhu campuran maupun suhu pemadatan.
Melakukan spesifikasi gradasi agregat yang akan dipakai yaitu suatu besan persentase
agregat yang lewat suatu saringan dengan ukuran tertentu.
Melakukan pemeriksaan mutu agregat yang akan dipakai.
Menentukan kombinasi beberapa fraksi agregat sehingga mendapatkan gradasi campuran
yang memenuhi spesifikasi yang ditentukan karena pada umumnya agregat yang akan dipakai terdiri dari beberapa fraksi.
Jika mutu bahan sudah terpenuhi dan harga viskositas dari aspal serta kombinasi fraksi
sudah diketahui, kemudian dibuat campuran agregat dengan berbagai kadar aspal selanjutnya dilakukan percobaan marshall guna menentukan flow dan stabilitas campuran beraspal. Syarat – syarat utama aspal beton yang bermutu baik adalah :
1. Campuran harus mempunyai nilai stabilitas yang cukup yaitu harus sanggup menahan beban
lalulintas tanpa terjadinya deformasi dalam bentuk jejak roda ( Rutting ) atau rusak bergelombang akibat dorongan beban roda kendaraan ( Pushing )
2. Campuran tidak boleh retak – retak artinya harus mampu menahan lendutan ( Derection )
yang mungkin timbul terhadap lapisan hamparan atau permukaan tanpa mengalami kerusakan.
3. Campuran harus dapat bertahan lama ( Durable) artinya tidak rusak atau aus dibawah beban
lalulintas dan kondisi cuaca.
4. Campuran harus cukup kekerasannya ( Skid Resistance ) dan harus tetap seperti sedemikian
selama masa pelayanannya.
5. Harus cukup ekonomis dalam artian murah namun kuat.
Sifat-sifat penting yang harus dimiliki oleh suatu campuran agregat adalah 1. Stabilitas
Stabilitas yaitu kemapuan campuran aspal sebagai bahan perkerasan untuk menahan
deformasi akibat beban lalu lintas tanpa terjkadi perubahan seperti gelombang, alur ataupun Bleeding. Kebutuhan akan stabilitas sejalan denagn jumlah lalu lintas dan beban kendaraan yang lewat. Kekuatan atau stabilitas ini diharapkan dari sifat paling kuno ( Interkocking ) antar agregat penyusunnya, kelekatan yang disumbangakan oeh aspal dan adanya mortar. Dengan demikian stabilitas yang tinggi dapat diperoleh denang cara mengusahakan : - Agregat dengan gradasi yang rapat ( Dense Graded )
- Agregat dengan permukaan kasar
- Agregat berbentuk kubus
- Aspal dengan penetrasi rendah
- Aspal dengan jumlah yang mencukupi untuk ikatan antar butir
Yang perlu diperhatiakan adalah bahwa memaksimalkan nilai stabilitas akan menyebababkan penurunan kinerja campuran lainnya. Pengukuran stabilitas dilakukan melalui pengujian skala laboratorium yang dinamakan Marshaal Test.
Dalam perkerasan jalan stabilitas yang diharapkan adalah stabilitas yang memadai artinya tidak terlalu tinggi tidak juga terlalu rendah.
: Fc' = Flexural Streigh
Sumber kekuatan berbagai jenis campuran :
- Asphaltic Concrete : Kekuatan bersumber pada interlocking
- Hot Rolled Asphalt : Kekuatan bersumber pada mortal campuran
- Split Mastic Asphalt : Kekuatan pada mortal campuran
- Macadam : Kekuatan diperoleh pada pelaksanaan
2. Durabilitas
Durabilitas adalah ketahanan suatu campuran terhadap disintegrasi karena beban lalu lintas dan berbagai faktor lingkungan ( cuaca, air dan perubahan suhu ). Makin besar besar potensi terhadap berbagai agregat, makin besar durabilitasnya. Aspal menyelimuti agregat dalam bentuk film aspal untuk melindungi dari air, sehingga air tidak dapat masuk kedalam agregat. Aspal juga mengisi rongga udara, sehingga rongga udara berkurang dan menghindari
terjadinya proses oksidasi yang dapat menyebkan aspal menjadi rapuh dan getas. Namun ada batasan minimum rongga udara terisi aspal untuk menghindari terjadinya Bleeding.
Durabilatas dapat menurun disebabkan oleh : faktor eksternal : Udara, panas, air/uap air ( oksidasi )
faktor internal : Aspal, agregat ( kehancuran secara mekanis )
Faktor yang mempengaruhi durabilitas aspal beton adalah :
a. VIM (Void in Mineral Mixture ) atau rongga dalam campuran kecil sehingga lapis kedap air
dan udara tidak masuk kedalam campuran yang menyebabkan terjadinya oksidasi dan aspal menjadi rapuh / getas
b. VFA (void in mineral agregat ) atau rongga dalam agregat, dalam suatu campuran aspal yang
telah dipadatkan termasuk didlam nya rongga yang terdidri aspal efektif. Jika VMA besar maka film aspal dapat dibuat tebal.
Untuk memaksimalkan durabilitas dilakukan dengan cara :
Campuran aspal beton mempunyai kandungan aspal yang cukup untuk menyelimuti
semua agregat.
Aspal yang cukup untuk mengisi ruang udara diantara agregat ( Kedap air )
Flow ( kelelehan ) perubahan bentuk platis suatu campuran yang terjadi akibat beban
VFB ( Void filled with bitumen ) rongga terisi aspal, bagian dari rongga volume didalam
agregat (VMA ) yang terisi aspal efektif dinyatakan dl dalam % VMA
Ketahanan diharapkan meningkat dengan adanya proteksi aspal terhadap agregat yang makin besar.untuk memaksimumkan durabilitas dilakukan dengan cara :
a. campuran aspal beton mempunyai kandungan aspal yang cukup menyelimuti semua partikel
agregat.
b. Aspal yang cukup untuk mengisi ruang udar diantara agregat.
3. Fleksibilitas
Fleksibilitas adalah campuran beraspal sebagai bahan perkerasan menahan lendutan tanpa terjadi retak dan perubahan volume.
Fleksibilitas suatu campuran dapat diperoleh dengan :
a. Penggunaan agergat bergradasi senjang sehingga memperoleh VMA ynag besar
b. Penggunaan aspal lunak (penetrasi yang tinggi)
c. Penggunaan aspal yang cukup banyak ,sehingga diperoleh VIM ynag kecil
Untuk memaksimalkan fleksibilitas, harus digunakan dengan gradasi terbuka ( Open Groded ), karena itu harus kompromi dengan stabilitas campuran, dimana campuran yang menggunakan agregat bergradasi terbuka yang stabil dibandingkan dengan campuran yang menggunakan bergradasi rapat.
Fleksibilitas suatu campuran beraspal dapat dinilai dengan menggunakan rasioantara stabilitas Marshall dengan kelelehan ( Flow ), yang dikenal dengan nama Marshall Questient. Semakin besar MQ semakin kaku campuran dan sebaliknya 4. Kedap air
Kemampuan permukaan perkerasan untuk menahan rembesan air kedalam perkerasan, permukaan perkerasan dapat kedap air, dilakukan dengan cara :
a. Menggunakan gradasi tepat
b. Manambah kadar aspal
Adalah kemampuan permukaan lapis keras untuk menghindari kendaraan yang melalui diatasnya agar tidak terjadi bleding / sleping ( tergenlincir ) keluar saat permukaan basah, nilai kerekatan yang tinggi dapat diperoleh dengan cara :
a. Menggunakan agregat yang miknoteklstur tinggi dan nilai abrasi rendah.
b. Membuat kondisi permukaan mempunyai mikroteksture tinggi misalnya dengan menambah ”
hipping”
7. Kelemahan ( Fatique resistence )
Adalah kemampuan pekerasan untuk mendukung beban (load resistance )
Dari beban lalu lintas tanpa mengalami retak. Nilai Fatique resistence dapat dinaikan dengan cara :
a. Memperingat kadar aspal
b. Mempertebal lapis permukaan
c. Memperkecil rongga terhadap campuran
Beberapa cara menentukan kadar aspal dalam campuran : 1. Metode Luas permukaan
a. Cara California
P = 0,015 a + 0,036 b + 0,17 c + C Dimana :
P = Persentase aspal dalam campuran dalam perbandingan berat s = Persentase agregat tertahan # 10 mm
b = Persentase agregat lolos # 10 mm tertahan # 200 mm c = Persentase agregat yang lolos # 200 mm
b. Cara Myoming
P = 1,3 ( 0,015 a + 0,036 b + 0,17 c ) c. Cara lain menurut persamaa
P = S × K × T Dimana :
P = Persentase aspal yang diperlukan S = Faktor koreksi, karena butiran berbeda
S = 2,65 / U
K = Faktor koreksi karena diperlukan untuk menyelubungi seluruh Luas permukaan butiran
2. Percobaan Laboratorium Percobaan Marshall Percobaan Hven
Parameter Campuran SNI BS AI
Density Stabilitas Flow VIM VMA MQ VFA CAD IP
SNI = Standar Nasional Indonesia BS = British Standar
AI = Aspalt Institute
3. Kadar aspal optimum dengan metode marshall
Beberapa persyaratan teknis dan ekonomis sebagai berikut : a. Cukup jumlah aspal untuk menjamin keawetan pekerasan .
b. Cukup stabilitas sehingga dapat menerima beban lalu lintas tanpa mengalami dan
terjadinya perubahan bentuk ( deformation )
c. Cukup rongga dalam total campuran untuk memungkinkan tambahan pemadatan dilapangna
akibat beban lalu lintas.
d. Cukup fleksibel sehingga memungkinkan perubahan bentuk tanpa terjadi retakan.
Fungsi aspal dalam campuran adalah sebagai perekat ( hinder ) dan pengisi ( filler ). Dengan fungsi ini maka jumlah aspal dalam campurannya terlalu sedikit akan mengakibatkan kurang berfungsinya sifat perekat dan pengisi yang akan mengakibatkan berkurangnya ikatan antara agregat ( Interlocking ) dan massa dan masuknya air dalam
rongga. Sedangkan jumlah air yang berlebihan akan menyebabkan Bleeding yang dengan gesekan ban roda kendaraan memprcepat pengelupasan dari agregat dan aspal dari agregat sehingga terjadi lubang dan berkurangnya ikatan antar agregat.
Pada umunya, prosedur perencanaan dan pengawasan campuran aspal dan agregat dengan metode Marshall. Proses perencanaan dimulai memilih spesifikasi ( Spek ) campuran, yaitu gradasi yang harus dignakan serta jenis aspal.
Proses selanjutnya adalah pembuatan benda uji yang diikuti oleh pemadatan. Disarankan paling sedikit 5 variasi kadar aspal, dan aspal setiap kadar aspal tersebut dibuat 3 benda uji pemadatan benda uji dalam hal ini menggunakan metode Marshall, dinyatakan dalam jumlah tumbukan yang diketahui kenaikan pada uji tersebut. Jumlah tumbukan didasarkan pada dalam jumlah tumbukan.
Sebelum pengujian Marshall Test, terlebih dahulu dilakukan pengujian berat isi dan berat jenis untuk dapat menghitung kandungan rongga dalam aspal.
Tabel : Kriteria perencanaan campuran aspal beton ( Bina Marga )
Sifat Campuran
Lalu lintas berat ( 2 x 75 tumbukan )
Lalu lintas sedang (2x50 tumbukan )
Lalu lintas ringan ( 2 x 35 tumbukan )
Min Maks Min Maks Min Maks
Stabilitas ( kg ) Keleleahan (mm) Stabilitas ( kg/mm ) Rongga udara campuran (%) Indeks perenadaman (%) 550 2 200 3 75 -4 350 5 -450 2 200 3 75 -4,5 350 5 -350 2 200 3 75 -5 300 5
-Sebelum melakukan pengujian marshall terlebih dahulu dilakukan pengujian berat isi dan berat isi dan berat jenis untuk menghitung kandungan rongga didalam campuran untuk
penggambaran, kurva marshall sebaiknya kalau manual menggunakan mistar yang lentur ( fleksible ), jangan pakai yang kaku.
Keuntungan dari metode Marshall :
Dapat digunakan untuk campuran perencanaan pada kondisi yang berbeda – beda dengan
cara sederhana.
Bahan – bahan yang digunakan akan dapat dipertimbangkan sekalipun dibawah mutu
standar.
Pemeriksaan tersebut dapat dilakukan untuk mengontrol sesuatu yang direncanakan
Kerugian Metode Marshall :
Pemeriksaan yang dapat dilakukan untuk satu jenis campuran. Tidak dapat digunakan setiap umum pada setiap campuran.
Alat – alat labor yang digunakan harus dengan ketelitian dan ditangani tenaga ahli. Tempertaur percobaan reletif tinggi.
Adapun langkah – langkah metode Marshall : 1. a = % aspal
2. b = % aspal terhadap campuran
3. c = berat setelah dicetak
4. d = berat benda uji dalam keadaan jenuh
5. e = berat benda uji dalam air
6. f = berat jenis ( d-c)
7. g = Berat jenis benda uji ( f – c )
8. Kepadatan agregat yang dipadatkan ( Sn )
Sn =
9. Persen rongg terhadap campuran ( VMA )
=
11. Persen rongga terhadap campuran ( VMA )
= 100 – 100 × ( h / j )
12. Persen rongga terhadap agregat ( VIM )
=
13. Persen rongga terisi aspal
=
14. Faktor koreksi sampel ( lihat tabel koreksi )
15. Bacaan Stabilitas
16. Bacaan Stabilitas setelah koreksi
= o × n
17. Flow ( mm )
18. MQ ( kg/ml )
19. Bj Bulk Agregat Gabungan
=
20. Bj Efektif Agregat Gabungan
=
21. Berat jenis aspal
1. Peralatan
Cetakan berdiameter 10,16 cm dan tinggi 7,62 cm lengkap dengan pelat
atas dan leher sambung
Mesin penumbuk manual dan Mekanis yang mempunyai permukaan rata
yang berbentuk slinder dengan berat 4,536 kg dan tinggi jatuh bebas 45, 7 cm
Landasan pemadat terdiri dari balok katu ( jati/ sejenisnya )
Alat pengeluar benda uji
Untuk mengeluarkan benda uji yang sudah dipadatkan dari dalam cetakan benda uji dipakai sebuah alat akstruder yang berdiamter 10 cm
Alat Marshall
Oven, yang dilengkapi dengan pengatur suhu yang mampu memvariasi
sampai 200 o c ( + 3o-C)
Waterbath
Timbangan digital dan timbangan biasa
Metal Thermometer
B erkapasitas 250oc dan 100oC dengan ketelitian 1 % dari
kapasitasnya.
Panel
Panci-panci untuk memanaskan agregat, aspal dan campuran aspal.
Sendok Pengaduk
Spatula
Sarung tangan
Masker
Kantong plastik ukuran 2 kg
Kuali
Kompor gas
2. Bahan
Aspal
Agregat halus dan kasar berdasarkan spek yang diigunakan sebanyak
Air Suling
F. KESELAMATAN KERJA
1. Memakai pakaian praktek selama praktikum.
2. Membaca referensi terlebih dahulu sebelum memulai praktikum.
3. Menggunakan peralatan sesuai dengan fungsinya berdasar petunjuk
prosedur dan petunjuk Pembimbing praktikum.
4. Guinakan sarung tangan pada saat melakukan pengujian.
5. Periksalah keadaan peralatan pengujian sebelum digunakan.
6. Bersihkan peralatan dan ruang kerja setelah selesai praktikum.
G. PROSEDUR PELAKSANAAN
1. Analisa saringan
a. Keringkan agregat pada suhu 105oC – 110 oC, minimum selama 4 jam,
keluarkan dari alat pengering (oven) dan tunggu sampai beratnya tetap. b. Pisah-pisahkan agregat kedalam fraksi-fraksi yang dikehendaki ( sesuai
spek) dengan cara penyaringan. Spek yang digunakan adalah spesifikasi campuran Bina Marga No. IV Menyiapkan agregat sesuai saringan dibawah ini Berat tertahan 19,1 ( ¾ ” ) Berat tertahan 12,7 ( ½ ” ) Berat tertahan 9,52 ( 3/8” ) Berat tertahan 4,76 ( no 4 ) Berat tertahan 2,36 ( no 8 ) Berat tertahan 0,59 ( no 30 )
Berat tertahan 0,28 ( no 50 ) Berat tertahan 0,15 ( no 100) Berat tertahan 0,074 ( 200 )
c. Menyiapkan 30 kantong plastik serta timbangan.
d. Memasukkan agregat kedalam kantong plastilk dengan takaran seperti
yang diatas dibagi dengan 30 / takaran
e. Lakukan penyaringan tersebut hingga didapatkan agregat dengan
ukuran sesuai spek sebanyak yang diinginkan.
f. Untuk mengetahui beberapa banyak agregat yang dibutuhkan maka
caranya :
Lihatlah tabel spesifikasi campuran yang digunakan (No.IV)
Jumlah batas gradasi masing-masing ukuran saringan kemudian dibagi
dengan dua, sehingga didapatkan % lolo untuk tiap-tiap saringan. g. Setelah semua agregat dimasukkan dalam kantong hingga menjadi 30
bagian, maka ikat kantong plastik dengan rapi. Berat masing – masing kantong berisi agregat 1200 gr.
2. Penimbangan Benda Uji
1. Benda Uji yang telah dipisahkan sesuai ukurannya kemuidian ditimbang
mulai dari ukuran terbesar sampai terkecil ( termasuk filler) sebanyak 1200 gr.
2. Masukan hasil penimbangan kedalam satu kantong plastik ukuran 2 kg,
kemudian ikat dengan karet gelang
3. Buatlah benda uji sebanyak sampel yang dibutuhkan ( 30 buah + 5
sebagai dangan )
3. Pencampuran
a. Setelah semua bahan untuk campuran selesai disediakan denga dihitung
b. Sambil menunggu agregat dipanaskan maka timbang cawan kosong ( b ).
Suhu pemanasan agregat adalah 178º C.
c. Setelah itu maka masukkan agregat kedalam wadah lalu timbang ( e ).
d. Panaskan lagi cawan berisi agregat hingga mencapai suhu pencampuran
178º C.
e. Setelah itu, hentikan pemanasan tungku dan siramkan aspal sebanyak
5,5 gr kedalam wadah tadi sambil diaduk terus. Jaga suhu agar tidak turun yang akan mengakibatkan aspal mengeras. Jaga sampel sampai suhu pencampuran mencapai 1723º C. Aspal yang disiramkan terlebih dahulu sudah dipanaskan.
f. Setelah suhu 172º C maka lakukan pemadatan benda uji.
4. Pemadatan Benda uji
a. Bersihkan perlengkapan cetakan benda uji serta bagian muka penumbuk
dengan seksama dan panaskan sampai suhu 172º C.
b. Letakkan cetakan diatas landasan pemadatan dan tahn dengan penahan
cetakan.
c. Letekkan selembar kertas saring atau kertas penghisap yang sudah
digunting menurut ukuran cetakan kedasar cetakan . Jangan lupa mengoleskanoli pada cetakan dan kertas agar aspal tidak melekat. d. Masukkan seluruh campuran kedalam cetakan dan tusuk – tusuk
campuran keras – keras dengan spatula yang dipanaskan 15 kali sekeliling pinggiran dan 10 ali ditengah.
e. Lakukan pemadatan dengan alat penumbuk sebanyak 2 kali 75 tumbukan
( untuk laliu lintas berat ). Dengan tinggi jatuh 457,2 mm selama
pemadatan usahakan tumbukan tegak agar benda uji terbentuk dengan baik.
f. Lepaskan plat alas berikut leher sambung dari cetakan benda uji
dibalikkan dan pasang kembali plat alas berikut leher sambung pada cetakan yang dibalikkan tadi.
g. Tumbuklah dengan jumlah tumbukan yang sama sesuai terhadap
permukaan benda uji yang sudah dibalikkan tersebut.
h. Lepaskan kepingan alat dan pasnaglah alat pengeluar benda uji pada
permukaan ujungnya.
i. Keluarkan dengan hati hati dan letakkan benda uji diatas permukaan rata
dan biarkan selama ± 24 jam pada suhu ruang. j. Dinginkan dengan kipas angin bila diperlukan.
k. Setelah dingin maka keluarkan benda uji dari cetakan dengan bantuan
Extruder lalu ukur dimensi benda uji Marshall tersebut.
5. Pengujian Campuran
I. Pengujian Volumetrik
a) Pengujian berat jenis campuran
Timbang benda uji kering sehingga dapat berat benda uji kering ( BK ).
Rendam benda uji dalam bak perendam pada suhu 25º C selama 3 menit
kemudian lap permukaannya lalu timbang maka dapat berat SSD.
Kemudian timbang benda uji didalam air timbangan pegas.
Hitung tebal benda uji dengan menggunkan jangka sorong.
II. Pengujian Marshall
Rendam benda uji dalam bak perendam selama 30 menit dengan suhu
tetap 60º C untuk benda uji yang menggunakan aspal padat.
Keluarkan benda uji dari bak perendam dan letakkan kedalam segmen
bawah kepada penekan dengan catatan waktu yang diperlukan dari saat diangkatnya benda uji dari bak perendam sampai terjadinya beban
maksimal tidak boleh lebih dari 30 detik.
Pasang segmen diatas benda uji dan letakkannya keseluruhan kedalam
mesin penguji.
Pasang arloji pengukur kelelehan ( flow ) pada kedudukannya diatas salah
satu batang penurunandan atur kedudukan jarum petunjuk pada angka nol.
Naikkan kepala penekan beserta benda uji hingga menyentuh kepala alas
cincin penguji, sebelum pembebanan diberikan.
Atur kedudukan angka arloji pada nol.
Berikan pembebanan pada benda uji dengan kecepatan sekitar 50
mm/menit sampai pembebanan maksimum tercapai, atau pembebanan menurun seperti yang ditunjukkan oleh jarum arloji tekan dan catat pembebanan maksimum atau stanilitas yang tercapai. Koreksilah beban dengan menggunakan faktor koreksi perkalian yang bersangkutan dari tabel 2 bila benda uji tebalnya kurang dari 63,5 cm.
Catat nilai kelelehan atau flow yang diyunjukkan oleh jarum arlogi
pengukuran kelelehanyang diperlukan dan saat diangkatnya benda uji dari rendaman air sampai tercapai beban maksimum tidak boleh lebih dari 30 detik.
Lakukan pengolahan data untuk VIM, VMA, VFA serta kepadatan dengan
menggunakan rumus serta data yang ada. H. DATA PEMERIKSAAN DAN ANALISA
A. Gradasi Agregat
Contoh agregat % Berat tertahan pada # 4,75
Batas gradasi Batas bawah dan Batas atas
% lolos # Batas tengah % Berat Tertahan Berat tertahan (gr) No# Mm No.4 4,75 50 - 70 60 % 20 % 240 gr
Diket : # ukuran 4,75 % berat tertahan = 20 %
Bb dan Ba = 50 dan 70
Batas tengah Bt = BA + BB 2
= 70 + 20 = 60 2
Jumlah Total Agregat = 1200 gr
= total agregat x % Berat Tertahan = 1200 x 20%
= 240 gr
B. Campuran MARSHALL (MEKANIS)
Diket : Data (A1-2)
Suhu Pencampuran = 178oC
Suhu pemadatan = 172oC
Kadar aspal (%) = 4,5 %
Berat wadah panas (gr) = 4492,0 (b)
Berat wadah + agg panas (178oC)(gr) = 5591,00 (e)
Berat agregat panas (gr) (f) = f = e –b
= 5591,0 – 4492,00 = 1099 gr
Berat total campuran (gr) = Berat agregat panas (100% - kadar aspal )
= 1099 100% - 4,5 %
= 1150,78 gr (g)
Berat aspal (gr) (h) = Berat total campuran (g) – Berat agg panas (f) = 1150,78 – 1099
= 51,78 gram
Berat wadah + agregat panas = (Berat wadah + agg. Panas + ( berat aspal panas)
= 5591,00 – 51,78 = 5642,78 gram C. VOLUME ASPAL (Volumetik)—(Mekanis)
BJ Padat Bulk agregat (Gsb ) = 2,621 (s) BJ Efektif agregat agregat ( Gse) = 2,621 Berat jenis Aspal (gb) = 1,031 (u) Tebal Benda Uji
Sisi I = 71,2 Sisi II = 71 Sisi III= 71
3
= 71,1 mm (b)
Kadar aspal = 4,5 % ( c ) Kadar agregat = 95,5 % ( d ) Berat Benda Uji
Berat kering Benda Uji = 1200, 400 gr (e)
Berat benda Uji SSD ( stelah durendam 3 menit dan dilap) = 1225,9 gr (f)
Berat benda uji dalam air = 633,3 (g)
Volume Benda Uji (h=f-g) = Berat SSD benda uji – Berat Benda Uji
(dalam air)
= 1225,9 – 663,3 = 562,6 gram
Berat jenis campuran
BJ Bulk/Padat (kering) =
=
Bj max campuran teoritis
100 (100-c) + c Bj. Efektif Bj.aspal = 100 = 2,4509 (gram) (100-4,5) + 4,5 2,621 1,031
Kepadatan (k) = Bj Bulk (padat)
VIM (void in Mixture ) (3 – 5 ) (%)
= = 11,50 %
VMA ( void mineral agregat ) (15 %)
=
=
VFA ( Void filled with Aspal / bitumen ) (65%)
Stabilitas m (> 550 kg ) Bacaan alat
A12 = Dial = 1568 Lihat tabel Dial ke KN Jadi Nilai KN = 18,7959 KN 18,7959 x 101,971 = 1916,636
Koreksi
Tebal Benda Uji = 71,1 Interval
69,9 = 0,86 71,1 = x (?) 71,4 = 0,83
Faktor koreksi
-0,024 = x – 0,86 X = 0,86 – 0,024 = 0,836 Setelah Koreksi
= Faktor koreksi x bacaan alat = 0,836 x 1916,64 = 1602,31 Kelelehan (flow (2-4) = 4,16 MQ ( 200 – 350 ) MQ = =
= 385,17 (kg/mm)
D. KADAR ASPAL OPTIMUM PERKIRAAN (KAO P)
= 0,035 a + 0,045 b + 0,018 c + 1
= 0,035 x 57,5 + 0,045 x 35,5 + 0,018 x 7 + 1 = 4,74 %
Jadi kadar aspal optimum (KAO) berkisar antara nilai 4,5 % - 6 % Dimana :
% agregat yang tertahan saringan n0.8
% agregat yang lolos saringan no.8 dan tertahan saringan no.200 % lolos saringan no.200 (PAN)
E. BJ. Gabungan
BJ Bulk Agregat gabungan
=
=
= 2,621
BJ Efektif Agregat Gabungan
=
=
= 2,538
Analisa kepadatan dengan stabilitas kadar aspal
Dilihat dari grafik pengaruh kadar aspal terhadap campuran dapat disimpulkan bahwa grafik yang terbentuk adalah grafik parabola, artinya pada grafik ini ada nilai maksimum dan nilai minimum artinya pada saat kadar aspal tertentu, campuran akan mencapai maximumnya dengan artian campuran tersebut dalam keadaan padat maximal, dan jika telah melewati titik maksimumnya kadar aspal yang berlebih maka kepadatannya akan kembali turun, karena campuran tersebut lembek dan tidak padat lagi karena lembek
Dari grafik menunjukan kepadatan kadar aspal 6,15 % campuran tersebut akan mencapai kepadatan maximumnya.
Gragfik pengaruh persentase kadar aspal terhadap stabilitas grafik diatas juga membentuk parabola, berarti semakin tinggi kadar aspal suatu
campuran tersebut akan mencapai stabilitas maksimumnya, namun jika kadar aspal terlalu banyak, maka stabilitas akan berkurang karena akan mengakibatkan berkurangnya gaya interlocking antara agregat
Stabilitas mempunyai standart > 550 kg dan dari grafik diatas semua benda uji > 550 artinya semua benda uji memenuhi
standart bina marga.
Kadar aspal dengan VIM
Hubungan kadar aspal dengan VIM ( 3 -5 %)
VIM merupakan singkatan dari Void In Mixture ( persentase rongga terhadap agregat ). Semakin tinggi kadar aspal, maka persentase VIM akan semakin kecil karena sudah terisi oleh aspal.
Standart bina marga nilai VIM berkisar anatara > 3 – 5 % dan sata yang diperoleh adalah (62,3 – 65 )%. Pada saat nilai VIM 5 %
sedangkan pada nilaui VIM 3 belum memenuhi syaarat bina marga.
Hubungan kadar aspal dengan VMA
VMA (void in mineral agregat ) 15 %
Adalah rongga, yang ada dalam agregat, grafik diatas bertujuan untuk menentykan berapa nilai kadar aspal yang dibutuhkan untuk memenuhi rongga pad agregat.
Apababila kadar aspal dalam suatu campuran semakin banyak maka persentase terhadap agregat akan semakin sedikit, karena rongga-rongga terisi oleh aspal. Namun pada batas tertentu, bila aspal ditambah terlalu banyak, campuran akan semakin plastis dan lembek, apabila perkerasan diberi beban berulang-ulang atau besar maka aspal tersebut akan semakin besar, untuk itu kadar aspal, harus sesuai, sehingga didapat VMA yang memenuhi syarat VMA dario Bina Marga > 15 %
VFA merupakan singkatan dari Void Filled with Aspalt ( persentase rongga terisi aspal ). Hubungannya adalah semakin tinggi kadar aspal maka persentase rongga terisi aspal juga meningkat. VFA tercapai pada kadar aspal 5 – 6,5 % ( karena persyaratan VFA 65 % ).
Berdasarkan kriteria campuran aspal beton dari bina marga, bahwa nilai VFA campuran aspal yang baik minimal 60 %. Dengan persamaan VFA adalah semakin tinggi kadar aspal dalam suatu campuran perkerasan, maka rongga dalam campuran tsb akan semakin sedikit.
Pada pengujian didapat nilai kadar aspal 65 % yaitu dari kadar aspal 5,5 – 6,5 %
Kelelehan adalah hancurnya campuran aspal apabila diberi beban
masimum. Semakin tinggi kadar aspal, maka kelelehan akan meningkat. Tetapi jika kadar aspal terlalu banyak maka akan terjadi kelebihan aspal sehingga campuran tersebut lembek dan mengakibatkan kurva turun drastis. Pada pengujian ini pada kelelehan 2 mm belum memenuhi namun memenuhi pada kelel;ehan 4 mm yaitu 6,15 %
Hubungan Kadar aspal dan MQ (200-300) kg/mm
Karena MQ merupakan perbandingan stabilitas dengan kelelehan maka kadar aspal yang banyak dan stabilitas tinggi sehingga MQ menjadi lebih besar disaat kadar aspal optimum maka MQ menjadi tinggi karena nilai stabilitas naik dan kelelehan turun.
Standart nilai MQ adalah (200 – 350) kg/mm. Dan pada grafik diatas didapat nilai pada saat nilai MQ 350 nilai kadar aspal 6,1 % sampai
MQ 410 nilai 6,5 % maka MQ yang didapat sesuai dengan standart Bina Marga.
Kadar Aspal Optimum Campuran PEN 60/70
Grafis campuran PEN 60/70 bertujuan untuk menentukan KAO marshall yang masuk kedalam semua spesifikasi yang dibutuhkan.
Spersifikasi yang dibutuhkan tsb beserta nilainya : 1. VIM (void in Mixture) ---(6,23 – 6,5 )
2. VMA (void in Mineral Agg )--- ( semua terpenuhi )
3. VFB (void filledf aspal )--- ( 5,5 – 6,5 )
4. Stabilitas --- (semua terpenuhi )
5. Kelelehan/flow --- ( 6,15 – 6,5 )
6. MQ (Marshall Question ) --- (6,1 – 6,5 )
Maka dapat nilai KAO marshall yang memenuhi semua spesifikasi adalah 6,23 %, seperti dilihat pada grafik campuran PEN 60/70.
I. PEMBAHASAN DAN KESIMPULA
Setelah dilakukannya serangkaian kegiatan pengujian
karakteristik campuran aspal dan agregat dengan memplotkan nilai – nilai dari kepadatan, VMA, VIM, VFA, stabilitas, kelelehan dan MQ pada grafik analisa, diperoleh kadar aspal optimum pada kadar aspal 6,23 %. Hasil ini telah memenuhi semua persyaratan dari kandungan aspal dilihat dari nilai kepadatan, VMA, VIM, stabilitas, kelelehan dan MQ.
J. LAMPIRAN
1. Data Kelompok
2. Skema Prosedur Pengujian
3. Gambar Prosedur Pengujian
