Marshall Test

(1)

[Nama, NPM] MARSHALL TEST Halaman MARSHALL TEST (JOB MIX FORMULA)

(PA-0201-76) (AASHTO-1245-74)

(ASTM-0159-62)

1. TEORI

Pengujian Marshall adalah suatu metoda pengujian untuk mengukur stabilitas dan kelelahan plastis campuran beraspal dengan menggunakan alat Marshall. Pada dasarnya, untuk mengetahui kinerja dari campuran aspal yang digunakan pada struktur perkerasan jalan, faktor-faktor yang harus diperhatikan di antaranya :

a. Stability b. Durability c. Flexibility

d. Fatique Resistance : Thick Layers; Thin Layers

e. Fracture Strength : Overload Conditions; Thermal Conditions f. Skid Resistance

g. Impermeability h. Workability Umum

Campuran beraspal panas terdiri atas kombinasi agregat, bahan pengisi (bila diperlukan) dan aspal yang dicampur secara panas pada temperatur tertentu. Komposisi bahan dalam campuran beraspal panas terlebih dahulu harus direncanakan sehingga setelah terpasang oleh perkerasan beraspal yang memenuhi kriteria :

a. Stabilitas yang cukup.

Lapisan beraspal harus mampu mendukung beban lalu lintas yang melewatinya tanapa mengalami deformasi permanent dan deformasi plastis selama umur rencana. b. Durabilitas

Lapisan beraspal mempunyai keawetan yang cukup akibat pengaruh cuaca dan beban lalu lintas.

(2)

[Nama, NPM] MARSHALL TEST Halaman c. Kelenturan yang cukup

Lapisan beraspal harus mampu menahan lendutan akibat beban lalu-lintas tanpa mengalami retak.

d. Cukup kedap air

Lapisan beraspal cukup kedap air sehingga tidak ada rembesan air yang masuk ke lapis pondasi di bawahnya.

e. Kekesatan yang cukup

Kekesatan permukaan lapisan beraspal berhubungan erat dengan keselamatan pengguna jalan.

f. Ketahanan terhadap retak lelah

Lapisan beraspal harus mampu menahan beban berulang dari beban lalu lintas selama umur rencana.

g. Kemudahan kerja.

Campuran beraspal harus mudah dilaksanakan, mudah dihamparkan dan dipadatkan. Untuk dapat memenuhi ketujuh kriteria tersebut, maka sebelum pekerjaan campuran beraspal dilaksanakan, perlu terlebih dahulu dibuat formula campuran kerja (FCK). Pembuatan FCK atau lebih dikenal dengan JMF (Job Mix Formula), meliputi penentuan proporsi dan beberapa fraksi agregat dengan aspal sedemikian rupa sehingga dapat memberikan kinerja perkerasan yang memenuhi syarat. Pembuatan campuran kerja dilakukan dengan beberapa tahapan dimulai dari penentuan gradasi agregat gabungan yang sesuai persyaratan dilanjutkan dengan membuat Formula Campuran Rencana (FCR) yang dilakukan di laboratorium. FCR dapat disetujui menjadi FCK apabila hasil percobaan pencampuran dan percobaan pemadatan di lapangan telah memenuhi persyaratan. Perencanaan campuran ini berlaku untuk jenis-jenis campuran lapisan tipis aspal pasir (latasir), lapisan beton aspal (laston), lapis tipis aspal beton (lataston).

Tahapan Pembuatan Formula Campuran Kerja (FCK) adalah sebagai berikut : a. Evaluasi jenis campuran aspal yang digunakan.

b. Melakukan pengujian mutu aspal dan agregat dari tempat penyimpanan (stock pile). c. Melakukan penyiapan peralatan laboratorium.

d. Pembuatan FCR berdasarkan material dari stock pile atau bin dingin (clod bin) dengan kegiatan meliputi:

(3)

[Nama, NPM] MARSHALL TEST Halaman - melakukan pengujian gradasi agregat dan menentukan kombinasi beberapa fraksi

agregat sehingga memenuhi spesifikasi gradasi yang ditentukan. - menentukan kadar aspal rencana perkiraan.

- melakukan pengujian Marshall dan volumetric, rongga di antara agregat (VMA), rongga dalam campuran (VIM) dan rongga terisi aspal (VFA) dengan kadar aspal yang bervariasi.

- mengevaluasi hasil pengujian dan menentukan kadar aspal optimum dari campuran.

e. Melakukan kalibrasi bukaan pintu bin dingin dan menentukan besarnya beban sesuai dengan proporsi yang telah diperoleh.

f. Melakukan pengambilan contoh agregat dari masing-masing bin panas dan selanjutnya melakukan pengujian gradasi agregat.

g. Pembuatan FCR berdasarkan material dan bin panas (hot bin). Dengan kegiatan meliputi:

- melakukan pengujian gradasi agregat dan menentukan kombinasi beberapa fraksi agregat yang diambil dari bin panas. Gradasi campuran yang ditentukan harus sesuai dengan gradasi yang direncanakan berdasarkan material dari bin dingin (cold bin).

- melakukan pengujian Marshall dan volumetric (VMA, VIM, VFA) untuk mengetahui karakteristik dari campuran beraspal dengan kadar aspal yang bervariasi.

- mengevaluasi hasil pengujian dan menentukan kadar aspal optimum dari campuran.

h. Melakukan percobaan campuran di unit pencampur aspal (AMP) dan mengevaluasinya..

Jenis Campuran Beraspal Yang Digunakan

Dalam spesifikasi terdapat beberapa jenis campuran beraspal, yaitu Latasir (Lapis Tipis Aspal Pasir), Lataston (Lapisan Tipis Aspal Beton) dan Laston (Lapis Aspal Beton), dalam perencanaan campuran kerja harus disesuaikan dengan kebutuhan dari perkerasan yang akan dipasang di lapangan. Penentuan jenis campuran beraspal yang digunakan dapat mempertimbangkan hal-hal sebagai berikut :

(4)

[Nama, NPM] MARSHALL TEST Halaman a. Lapis Tipis Aspal Pasir (Latasir, HRSS) kelas A dan B

Campuran ini dimaksudkan untuk jalan dengan lalu lintas ringan, terutama di daerah-daerah dimana batu pecah sulit diperoleh, biasa digunakan untuk lapis permukaan. Pemilihan Latasir kelas A dan B bergantung pada gradasi pasir yang digunakan. Campuran Latasir biasanya memerlukan tambahan bahan pengisi untuk memenuhi sifat- sifat campuran yang disyaratkan. Campuran jenis ini umumnya mempunyai daya tahan yang relative rendah terhadap terjadinya alir, karena itu tidak dibenarkan dipasang dengan lapisan yang tebal, pada jalan dengan lalu lintas berat atau pada daerah tanjakan. b. Lapis Tipis Aspal Beton (Lataston, HRS)

Lataston mempunyai persyaratan kekuatan yang sama dengan tipikal yang disyaratkan untuk aspal beton konvensional (Asphalt Concrete, AC) yang tidak bergradasi menerus. Terdapat dua jenis campuran Lataston yaitu untuk lapis permukaan (HRS-wearing course) dan Lataston untuk lapis pondasi (HRS-base). Ukuran maksimum untuk masing-masing jenis-jenis campuran Lataston adalah 19 mm (3/4 inci). Perbedaan keduanya adalah gradasi Lataston untuk lapis permukaan lebih halus dibandingkan gradasi Lataston untuk lapis pondasi, yang akan menghasilkan Lataston untuk lapis permukaan mempunyai tekstur yang lebih halus dibandingkan Lataston untuk lapis pondasi Lataston sebaiknya digunakan pada jalan dengan lalu lintas ringan sampai sedang (< 1.000.000 SST). Gradasi agregat harus benar-benar senjang. Untuk memperolehnya, hampir selalu diperlukan gabungan antara pasir halus dengan batu pecah.

c. Lapis Beton Aspal (Laston, AC)

Laston (AC) yang umum dikenal terdiri dari tiga yaitu AC-base, AC-WC1 (AC-binder), dan AC-WC2 (AC-WC). Ukuran butir maksimum ketiganya adalah berturut-turut 1 ½ inchi, 1 inchi, dan ¾ inchi. Campuran Laston lebeih peka terhadap variasi kadar aspal dan variasi gradasi agregat dibandingkan dengan campuran untuk Lataston. Laston dapat digunakan untuk lapis permukaan, lapis antara dan lapis pondasi pada jalan dengan lalu lintas ringan sampai lalu lintas berat. Perbedaan utama dari masing-masing peruntukan tersebut adalah pada ukuran butir maksimum yang digunakan. Pemilihan ukuran butir maksimum digunakan dengan rencana tebal penghamparan, tebal hamparan padat minimum setebal 2 kali ukuran butir maksimum untuk menjamin tekstur permukaan dan

(5)

[Nama, NPM] MARSHALL TEST Halaman ikatan antar butir yang baik. Untuk lapis permukaan diperlukan tekstur yang lebih rapat sehingga lebih kedap terhadap air dan memberi kekesatan yang cukup.

Pengujian Bahan Olahan

Yang dimaksud bahan olahan adalah campuran dari agregat dan aspal yang masing-masing dipanaskan pada temperature tertentu baik berbentuk briket ataupun tidak.

i. Melakukan percobaan pemadatan dari lapangan dan membandingkannya dengan kepadatan laboratorium serta mengevaluasinya.

j. Jika semua tahapan telah dilaksanakan dan telah memenuhi semua persyaratan, maka formula akhir tersebut disebut Formula Campuran Kerja (FCK). Jika ada salah satu persyaratan yang tidak terpenuhi maka langkah-langkah tersebut harus diulang.

(6)

[Nama, NPM] MARSHALL TEST Halaman

Skema Pembuatan Formula Campuran Kerja (FCK)

Mulai

Evaluasi Jenis Campuran dan Persyaratannya

Kesesuaian Mutu Bahan dengan Spesifikasi

Kesesuaian Peralatan dengan Standar Pengujian

Pembuatan FCR untuk Mengetahui Karakteristik Campuran dari Bin Dingin

Kesesuaian Karakteristik Campuran dengan Spesifikasi

Kalibrasi Bukaan Bin Dingin dan Menentukan Bukaannya. Selanjutnya Pengambilan Contoh dari Gir Panas dan Diuji Gradasinya

Penentuan Komposisi Tiap Bin Sesuai Gradasi Rencana, Selanjutnya Pembuatan FCR untuk Mengetahui Karakteristik Campuran. Hasil yang Diperoleh Dievaluasi untuk Menentukan Kadar Aspal Optimum.

Uji Coba Pencampuran di AMP untuk Melihat Kesuaian Operasional dengan Rencana

(Sebelumnya Perikasa Kondisi AMP) Sesuai dengan

Rencana

Uji Coba Pemadatan dari Lapangan Untuk Menentukan Jumlah Lintasan Pemadatan

Campuran Beraspal Mudah Dipadatkan

Pengesahan FCR menjadi FCK (Selesai)

Perubahan gradasi atau penambahan pasir pada proporsi

yang diijinkan Jika perlu atau jika

terjadi banyak overflow lakukan perubahan gradasi Ganti Bahan

Perbaikan alat atau ganti alat uji

Perbaikan Gradasi Jika perlu ganti

bahan Tidak Tidak Tidak Tidak Tidak

(7)

a. Metode Sampling (Pengambilan Contoh)

Guna keperluan perencanaan campuran, jumlah agregat dan aspal yang mewakili harus disiapkan dengan jumlah yang mencukupi untuk keperluan beberapa pengujian. Sebagai petunjuk banyak bahan yang perlu disiapkan adalah sebagai berikut:

 4 liter (1 gal) aspal keras  23 kg (50 lb) agregat kasar

 23 kg (50 lb) agregat halus atau pasir  9 kg (20 lb) bahan pengisi jika diperlukan

Jumlah bahan tersebut mungkin perlu diperbanyak apabila diperkurakan bahwa hasil kombinasi dari agregat memerlukan presentase yang lebih besar. Setiap bahan agar diberi label yang menerangkan tentang antara lain asal contoh, lokasi proyek, dan nomor kegiatan. Urutan pengujian agar direncanakan semestinya dan hendaknya semua pengujian yang dipersyaratkan oleh spesifikasi telah diselesaikan sebelum perencanaan campuran dilaksanakan.

Prosedur penyiapan bahan terdiri atas :

1. Pengeringan agregat hingga beratnya konstan;

2. Penyaringan agregat kering sesuai fraksi agregat yang diinginkan; 3. Penimbangan agregat untuk campuran;

4. Pemanasan agregat untuk campuran ke dalam oven;

5. Penempatan agregat untuk campuran pada alat pencampuran;

6. Tambahkan jumlah aspal ang sesuai pada agregat untuk pencampuran; 7. Campur agregat dan aspal bersama-sama.

b. Pengujian Marshall untuk Perencanaan Campuran

Prosedur pengujian didasarkan pada ASTM D 1559. Metode Marshall standar diperuntukkan untuk perencanaan campuran beton aspal dengan ukuran agregat maksimum 25 mm (1 inci) dan menggunakan aspal keras. Pengujian Marshall

(8)

dimulai dengan persiapan benda uji. Untuk keperluan ini perlu diperhatikan hal sebagai berikut:

1. Bahan yang digunakan masuk spesifikasi;

2. Kombinasi agregat memenuhi gradasi yang disyaratkan;

3. Untuk keperluan analisa Voidmetric (density-voids), berat jenis bulk dari semua agregat yang digunakan pada kombinasi agregat, dan berat jenis aspal keras harus dihitung terlebih dahulu.

Ukuran benda uji adalah tinggi 64 mm (2 ½ inci) dan diameter 102 mm ( 4 inci) yang dipersiapkan dengan menggunakan prosedur khusus untuk pemanasan, pencampuran dan pemadatan campuran agregat dengan aspal. Dua prinsip penting pada perencanaan campuran dengan pengujian Marshall adalah analisis volumetric dan analisa stabilitas kelelehan (flor) dair benda uji padat.

Stabilitas benda uji adalah daya tahan beban maksimum benda uji pada temperature 60°C (140°F). Nilai kelelehan adalah perubahan bentuk suatu campuran beraspal yang terjadi pada benda uji sejak tidak ada beban hingga beban maksimum yang diberikan selama pengujian stabilitas.

Pada penentuan kadar aspal optimum utnuk suatu kombinasi agregat atau gradasi tertentu dalam pengujian Marshall, perlu dipersiapkan suatu seri dari contoh uji dengan interval kadar aspal yang berbeda sehinggga didapatkan suatu kurva lengkung yang teratur. Pengujian agar direncanakan dengan dasar ½ % kenaikan kadar aspal dibawah optimum. Secara garis besar penyiapan benda uji dan pengujian sebagai berikut:

1. Jumlah benda uji, minimum tiga buah untuk masing-masing kombinasi agregat dan aspal;

2. Oven dalam kaleng (Loyang) agregat yang sudah terukur gradasi dan sifat mutu lainnya, sampai temperature yang diinginkan;

3. Panaskan aspal terpisah sesuai panas yang diinginkan pula;

4. Cetakan dimasukkan dalam oven yang mempunyai temperature 93°C; 5. Campuran agregat dan aspal sampai merata;

(9)

6. Keluarkan dari oven cetakan dan siapkan untuk pengisian campuran, setelah campuran dimasukkan ke dalam cetakan tusuk-tusuk dengan spatula 10 x bagian tengah dan 15 x bagian tepi;

7. Tumbuk 2x75 kali, 2x50 kali atau 2x35 kali sesuai dengan beban penumbuknya;

8. Setelah kira-kira temperature hangat keluarkan benda uji dari cetakan dengan menggunakan extruder;

9. Diamkan contoh selama 24 jam, kemudian periksa berat isinya;

10. Rendam dalam waterbath yang mempunyai temperature 60°C selama 30 menit lakukan pengujian Marshall untuk mengetahui stabilitas dan kelelehan;

11. Data yang diperoleh dalam pemeriksaan ini antara lain:  Stabilitas

 Kelelehan (flow)

Metode Marshall standar diuraikan di atas diperuntukkan untuk perencanaan campuran beton aspal dengan ukuran agregat maksimum 25 mm (1 inci) dan menggunakan aspal keras.

Untuk ukuran butir maksimum lebih besar dari 25 mm (1 inci) digunakan prosedur Marshall modifikasi.

Prosedur Marshall yang dimodifikasi pada dasarnya sama dengan metode Marshall standar, namun karena campuran beraspal menggunakan ukuran butir maksimum yang lebih besar maka digunakan diameter benda uji yang lebih besar pula, yaitu 15,24 cm (6 inci) dan tinggi 95,2 mm. Berat perlu penumbuk 10,2 kg (22 lb) dengan tinggi jatuh 457 mm (18 inci). Benda uji tipikal mempunyai berat sekitar 4 kg. Jumlah tumbukan untuk Marshall modifikasi adalah 112 kali (untuk lalu lintas berat > 500.000 SST) dan 75 kali tumbukan (untuk lalu lintas berat < 500.000 SST). Kriteria perencanaan harus diubah dimana stabilitas minimum

(10)

ditingkatkan 2,25 kali sedangkan kelelehan 1,5 kali dari ukuran benda uji normal (d = 4 inci).

c. Berat isi benda uji padat

Setelah benda uji selesai, kemudian dikeluarkan dengan menggunakan extruder dan didinginkan. Berat isi untuk benda uji harus ditentukan dengan melakukan beberapa kali penimbangan seperti prosedur (ASTM D 1188). Secara garis besar adalah sebagai berikut:

1. Timbang benda uji di udara; 2. Selimut benda uji dengan Parafin; 3. Timbang benda uji berparaffin di udara; 4. Timbang benda uji berparafin di dalam air.

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

1. Timbang benda uji di udara; 2. Rendam benda uji di dalam air; 3. Timbang benda uji SSD di udara; 4. Timbang benda uji SSD di dalam air.

d. Pengujian Stabilitas dan Kelelehan (flow)

Setelah penentuan berat benda uji bulk dilaksanakan, pengujian stabilitas dan kelelehan dilaksanakan dengan menggunakan alat uji sepertu diperlihatkan pada gambar. Prosedur pengujian berdasarkan SNI 06-2489-1991, secara garis besar adalah sebagai berikut:

1. Rendam benda uji pada temperature 60°C (140°F) selama 30-40 menit sebelum pengujian;

2. Keringkan permukaan benda uji dan letakkan pada tempat yang tersedia pada alat uji;

(11)

3. Stel dial pembacaan stabilitas dan kelelehan. Lakukan pengujian dengan kecepatan deformasi konstan 51 mm (2 inci) per menit sampai terjatuh runtuh; 4. Catat besarnya stabilitas dan kelelehan yang terjadi pada dial.

e. Pengujian Volumetrik Umum:

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

1. Berat isi dan atau berat jenis benda uji padat; 2. Rongga dalam agregat mineral;

3. Rongga udara dalam campuran padat.

Dari berat contoh dan persentasi aspal dan agregat dan berat jenis masing-masing, volume dari material yang bersangkuran dapat ditentukan.

Gambar Hubungan Volume dan Rongga-density Benda Uji Campuran Aspal Panas Padat

Udara Aspal Agregat Vbe Vba Vma Vmm Va Vsb Vse Vmb Vma

(12)

Vmm : Volume tidak ada rongga udara dari campuran Va : Volume rongga udara

Vb : Volume aspal

Vba : Volume aspal terabsorbsi agregat Vbe : Volume aspal efektif

Vsb : Volume agregat (dengan berat jenis curah) Vse : Volume agregat (dengan berat jenis efektif) Wb : Berat aspal

Wt : Berat agregat

W

 _{: Berat isi air 1,0 gr/cm³}

mb

G _{: Berat jenis curah contoh campuran padat}

% rongga = 100 x Vmb Va     % Vma = 100 x Vmb Va Vbe      Density = x _W Vmb Ws Wb _      = Gmb _xw

Rongga pada agregat mineral (Vmb) 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 pada campuran, Va atau sering disebut Um, juga dinyatakan sebagai persen dari total volume benda uji, merupakan volume pada campuran yang tidak terisi agregat dan aspal.

(13)

[Nama, NPM] MARSHALL TEST Halaman Prosedur Untuk Menganalisis 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.

Garis Besar Prosedur

Tahap analisa Campuran aspal Panas adalah sebagai berikut:

a) Uji berat jenis curah (bulk specific gravity) agregat kasar (AASHTO T85 atau ASTM 127) dan agregat halus AASHTO T84 atau ASTM C 128) b) Uji berat jenis aspal keras (AASHTO T228 atau ASTM D 70) dan bahan

pengisi (AASHTO T100 atau ASTM D 854)

c) Hitung berat jenis curah dari agregat kombinasi dalam campuran

d) Uji berat jenis maksimum campuran lepas (ASTM D 2041, AASHTO T 209)

e) Uji berat jenis campuran padat (ASTM D 1188 atau ASTM D 2726) f) Hitung berat jenis efektif agregat

g) Hitung absorbsi aspal dan agregat

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

i) Hitung persen rongga udara (VIM) dalam campuran padat

(14)

[Nama, NPM] MARSHALL TEST Halaman Parameter dan Formula Perhitungan

Parameter dan formula untuk menganalisa campuran aspal adalah sebagai berikut:

a) Berat Jenis Curah Agregat

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

Gn Pn G P G P Pn P P Gsb        ... 2 2 1 1 ... 2 1 Dengan Pengertian:

Gsb : Berat jenis curah total agregat

P1, P2, Pn : Persentase dalam beban agregat 1,2,n G1, G2, Gn : Berat jenis curah agregat 1,2, n

Berat jenis curah bahan pengisi sukar ditentukan secara akurat, tetapi dengan menggunakan berat jenis semu kesalahan umumnya kecil dan dapat diabaikan

b) Berat Jenis Efektif Agregat

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

Gse = b mm G Pb G Pmm Pb Pmm   Dengan Pengertian:

(15)

Pmm : Total campuran lepas, presentase terhadap berat total campuran = 100%

Pb : Aspal, persen dari berat total campuran

mm

G _{: Berat jenis maksimum campuran (tidak ada rongga udara), ASTM D} 2041)

b

G _{: Berat jenis aspal}

Catatan : Volume aspal yang terserap agregat umumnya lebih kecil dari volume air yang terserap. Besarnya berat jenis efektif agregat halus diantara berat jenis curah dan semu agregat.

Berat jenis semu (sa_{) dihitung dengan formula:}

Gsa = Gn Pn G P G P Pn P P     2 2 1 1 ... 2 1 Dengan pengertian:

Gsa : Berat jenis semu total agregat

P1, P2, Pn : Persentase dalam berat agregat 1,2, n G1, G2, Gn : Berat jenis semu agregat 1,2, n

c) Berat Jenis Maksimum Dari Campuran Dengan Perbedaan Kadar Aspal

Pada perencanaan campuran dengan suatu agregat tertentu Berat jenis maksimum Gmm, untuk kadar aspal yang berbeda diperlukan untuk menghitung

(16)

persentase rongga udara masing-masing kadar aspal. Berat jenis maksimum dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

Gmm = Gb Pb Gse Ps Pmm  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 Pb : Aspal, persen berat total campuran Gse : Berat jenis efektif agregat

Gb : Berat jenis aspal

d) Penyerapan Aspal

Penyerapan aspal tidak dinyatakan dalam persentase berat total campuran tetapi dinyatakan sebagai persentase berat agregat. Penyerapan aspal dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

Pba = Gb Gse x Gsb Gsb Gse        100 Dengan pengertian:

Pba : Aspal yang terserap, persen berat agregat Gse : Berat jenis efektif agregat

(17)

Gsb : Berat jenis curah agregat Gb : Berat jenis aspal

e) Kadar Aspal Efektif Campuran

Kadar aspal efektif campuran adalah aspal total dikurangi besarnya jumlah aspal yang meresap ke dalam partikel agregat. Persamaan untuk perhitungan adalah sebagai berikut:

Pbe = Pb PbaPs       100 Dengan Pengertian:

Pbe : Kadar aspal efektif, persen berat total campuran Ps : Agregat, persen berat total campuran

Pb : Aspal, persen berat total campuran

Pba : Aspal yang terserap, persen berat total campuran

f) Persen Vma pada campuran aspal panas padat

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

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

(18)

[Nama, NPM] MARSHALL TEST Halaman VMA = 100 100 100 100 x Pb x Gsb Gmb   Dengan Pengertian:

Pb : Aspal, persen berat agregat Gmb : Berat jenis curah campuran padat Gsb : Berat jenis curah agregat

g) 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 persamaan sebagai berikut :

Pa = 100 (Gmm-Gmb) / Gmm Dengan pengertian :

Pa : Rongga udara dalam campuran padat, persen dan total volume Gmm : Berat jenis maksimum campuran (tidak ada rongga udara) Gmb : Berat jenis curah campuran padat

h) Persen PVA (sering di sebut VFB) dalam campuran padat

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

(19)

Dengan pengertian :

VFA : Rongga terisi aspal, persen dari VNA

VMA : Rongga dalam agregat mineral (persen volume curah) Pa : Rongga udara dalam campuran padat, persen

Penyiapan Bahan

Di dalam membuat rencana campuran, diperlukan pertimbangan-pertimbangan : a) Bahan agregat yang digunakan untuk membuat campuran rencana awal diambil

dari stockpile atau dari bin dingin. Khusus untuk ANP yang mempunya bin panas, pembuatan PCR dilakukan dua tahap yaitu berdasarkan bahan dari bin dingin dan tahap kedua berdasarkan bahan dari bin panas. Hal ini dilakukan dengan pertimbangan agar produksi campuran beraspal panas menjadi efisien dan efektif. Apabila pembuatan FCR hanya dilakukan berdasarkan bahan dari bin panas akan menyebabkan aliran material dari bin dingin tidak berimbang. Akibatnya terjadi pelimpahan material (over flow)atau waktu yang diperlukan untuk menunggu di bin panas sampai gradasi yang direncanakan terpenuhi terlalu lama. Aliran material yang tidak seragam dapat juga menyebabkan temperatur campuran beraspal bervariasi.

b) Sebelum pekerjaan pembuatan campuran rencana dimulai di laboratorium 1 jumlah agregat pecah dan pasir, sebaiknya sudah tersedia dilokasi pencampuran sekurang-kurangnya untuk 1 bulan produksi. Hal ini untuk menjamin tidak adanya perubahan gradasi dan sifat-sifat fisik, harus dilakukan pembuatan FCK baru berdasarkan gradasi dan karakteristik agregat yang baru.

c) Dalam memilih sumber bahan agregat, perencana harus memperhitungkan penyerapan agregat terhadap aspal. Karena itu diupayakan untuk menjamin bahwa agregat yang digunakan adalah agregat dengan tingkat penyerapan air yang rendah sehingga aspal yang terserap menjadi lebih kecil.

(20)

d) Agregat yang terdapat di pasaran dapat terdiri atas bebeapa maksi misalnya maksi kasar, maksi sedang dan abu batu atau pasir alam. Pada umumnya maksi kasar dan sedang dapat dikelompokkan sebagai agregat kasar, sementara abu atau pasir sebagai agregat halus.

e) Agregat yang terdiri atas beberapa maksi sering disebut sebagai batu pecah 2/3, batu 1/2, batu 1/1 pasir alam dan bahan pengisi (filler). Nama-nama tersebut biasanya hanya digunakan sebagai nama bahan di lokasi penimbunan yang akan di pasok ke tempat pekerjaan.

Terdapat ketentuan-ketentuan yang harus dipenuhi untuk bahan campuran aspal panas sehingga diperoleh campuran rencana yang memenuhi persyaratan secara lebih rinci diuraikan dalam spesifikas, ketentuan tersebut antara lain :

a. Agregat

Sebelum dilakukan perencanaan campuran beraspal, terlebih dahulu harus dilakukan pengujian :

- Analisa saringan agregat halus dan kasar (SNI-03-1968-1990)

- Keausan terhadap abrasi dengan mesin Los Angeles (SNI-08-2417-1991) - Pelekatan agregat terhadap aspal (SNI-03-2439-1991)

- Nilai setara pasir untuk agregat halus (Pa M -03-1996-03) - Angularitas untuk agregat kasar dan agregat halus

- Dan lainnya sesuai dengan spesifikasi.

Setelah seluruh persyaratan terpenuhi barulah dilakukan pembuatan campuran rencana, untuk terjaminnya persyaratan dapat terpenuhi perlu dipertimbangkan ketentuan-ketentuan berikut :

(21)

1) Seluruh analisa saringan agregat termasuk bahan pengisi harus di uji dengan cara basah untuk menjamin ketelitian proposi agregat.

2) Penentuan proporsi agregat dalam campuran agar sesuai dengan spesifikasi dapat dimulai dengan pendekatan keadaan diantara titik kontrol atau pendekatan terhadap tengah-tengah spesifikasi gradasi yang disyaratkan. 3) Perbedaan berat jenis antara agregat kasar dan agregat halus tidak boleh lebih

dari 0,2. Bila terdapat perbedaan maka harus dilakukan koreksi sehingga target gradasi yang terpenuh. Koreksi tersebut perlu dilakukan karena standar umum perbandingan proporsi agregat adalah berdasarkan perbandingan berat bukan volume sehingga nilai berat jenisnya harus berdekatan.

4) Fraksi agregat kasar untuk perencanaan ini adalah agregat yang tertahan di atas saringan 2,36 mm (no. 8). Sementara yang lolos disebut sebagai fraksi agregat halus.

5) Agregat halus dari masing-masing sumber harus terdiri atas pasir alam dan atau hasil pemecah batu (stone crusher).

6) Agregat halus hasil pemecah batu dan pasir alam harus ditimbun dalam cadangan terpisah dari agregat kasar serta dilindungi terhadap hujan dan pengaruh air lainnya.

7) Bahan pengisi harus terdiri atas bahan yang lolos saringan ukuran 0,28 mm atau no. 50. Bahan yang lolos saringan tersebut paling sedikit 95 %.

8) Bahan pengisi harus kering dan bebas dari gumpalan-gumpalan lempung / lanau, dan bila diuji dengan cara basah sesuai dengan SNI 03-3416-1994 harus tidak kurang dari 75% (dianjurkan tidak kurang dari 85%) lolos saringan 0,075 mm.

9) Kapur tohor dapat digunakan sebagai bahan pengisi dengan proporsi maksimum 1% terhadap berat total campuran.

(22)

b. Aspal Keras

Sebelum dilakukan perencanaan campuran beraspal, terlebih dahulu harus dilakukan pengujian :

- Penetrasi (SNI 06-2456-1991) - Titik lembek (SNI 06-2434-1991) - Daktilitas (SNI 06-2432-1991) - Titik nyala (AASHTO T 73-89)

- Kelekatan terhadap agregat (SNI 03-2439-1991) - Kehilangan berat (SNI 06-2440-1991)

- Dan lainnya sesuai dengan spesifikasi

Setelah seluruh persyaratan terpenuhi barulah dilakukan pembuatan campuran rencana. Untuk persyaratan dapat terpenuhi, perlu dipertimbangkan ketentuan-ketentuan berikut :

a) Untuk daerah dengan suhu udara tahunan rata-rata lebih besar dari 24oC maka aspal yang digunakan harus dari jenis aspal keras pen 40 atau pen 60 yang telah memenuhi persyaratan dalam spesifikasi. Khusus untuk daerah dengan suhu udara tahunan rata-rata kurang dari 24oC dapat digunakan aspal keras pen 80.

b) Pengambilan contoh aspal harus dilaksanakan sesuai dengan AASHTO T 40. c) Aspal dalam keadaan curah di dalam truk tangki tidak boleh dialirkan ke

dalam penyimpan aspal di unit pencampur aspal (AMP) sebelum hasil pengujian contoh pertama memenuhi persyaratan.

d) Aspal yang diperoleh hasil ekstraksi benda uji pada rencana campuran kerja harus mempunyai nilai penetrasi tidak kurang dari 55 % nilai penetrasi aspal keras sebelum pencampuran, dan nilai daktilitas min 40 cm.

(23)

e) Bahan tambah untuk memperbaiki sifat-sifat fisik aspal apabila diperlukan harus memeperoleh persetujuan instansi yang berwenang.

Untuk perencanaan campuran, diperlukan sejumlah besar contoh agregat dan aspal yang cukup untuk memenuhi sejumlah pengujian laboratorium. Jumlah kebutuhan masing-masing bahan yang harus disiapkan adalah seperti diperlihatkan pada tabel :

No. Uraian

Jumlah contoh (ukuran butir nominal campuran <25,4 mm)

Jumlah contoh (ukuran nominal campuran ≥ 25,4 mm)

1 Aspal 41 liter 20 liter

2 Agregat Kasar 25 kg 100 kg

3 Agregat Halus 25 kg 100 kg

4 Pasir (bila diperlukan) 15 kg 50 kg

5 Bahan Pengisi (bila

(24)

[Nama, NPM] MARSHALL TEST Halaman Penyiapan Peralatan

Peralatan untuk perencanaan campuran di laboratorium meliputi antara lain alat untuk mengambil contoh bahan, timbangan, oven, alat pencampur dan alat bantu lainnya. Peralatan utama untuk perencanaan campuran dengan pendekatan kepadatan mutlak memerlukan peralatan kepadatan mutlak ( BS 594-941). Untuk campuran beraspal yang menggunakan agregat dengan ukuran butir maksimum lebih dari 25 mm (1 inci) diperlukan peralatan untuk pengujian Marshall modifikasi. Pengujian Marshall modifikasi menggunakan ukuran contoh uji berdiamter 6 inci bukan 4 inci seperti biasanya.

Untuk melaksanakan perencanaan campuran, maka peralatan untuk pengujian dari laboratorium harus sudah di kalibrasi. Dimensi dari masing-masing alat uji harus sesuai dengan persyaratan. Sering dijumpai tinggi jatuh penumbuk Marshall yang tidak sesuai atau dudukannya bergoyang sehingga kepadatan yang dihasilkan tidak sama dengan yang semestinya.

Pembuatan FCR berdasarkan agregat dari gusi dingin

Pembuatan rancangan campuran harus mengikuti ketentuan spesifikasi untuk menjamin agar anggapan-anggapan perencanaan mengenai kadar aspal, rongga udara, stabilitas, ketentuan, dan keawetan dapat dipenuhi.

Untuk perencanaan campuran beraspal panas dengan kepadatan mutlak dapat dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut :

a) Lakukan pemilihan gradasia gregat campuran dan lakukan penggabungan beberapa fraksi agregat.

b) Lakukan perkiraan kadar aspal rencana (pb) dari persamaan: Pb = 0,035 (% CA + 0,045 %FA + 0,18 %FF ) + konstanta

(25)

[Nama, NPM] MARSHALL TEST Halaman Denganpengertian: Pb = kadaraspalrencanaawal CA= agregatkasar FA=agregathalus FF=bahanpengisi (bilaperlu)

Konstanta dengan nilai antara 0,5-1,0 untuk campuran lastondan 2,0-3,0 untuk laston.

c) Lakukan percobaaan uji marshall sesuai sni06-2489-1991 sehingga diperoleh hasil sesuai persyaratan dengan ketentuan: Buat campuran pada kadar aspal di atas dan dua kadar di bawah nilai 5% dan buat percobaan masing-masing 0,5%.

d) Jika hasil perhitungan diperoleh 5,7% makadibulaktanmenjadi 5,5 % dan buat contoh uji pada kadar aspal 5,5%, 6%, 6,5% dan 7% serta pada kadar aspal 5% dan 4,5%.

e) Lakukan pengujian dengan alat marshall sesuai SNI 06.2489 1991 untuk memperoleh stabilitas, kelelehan, hasilbagi Marshall persentase seabilitas sisa setelah perendaman. Pada umumnya prosedur dapat digambarkan mulai dari penimbangan bahan, pemanasan bahan di dalam oven, penambahan aspal kedalam agregat yang telah dipanaskan dan pengadukan campuran agregat dan aspal dalam alat pencampur mekanis atau manual.

f) Secara parallel, lakukan pengujian untuk memperoleh berat jenis maksimum campuran (Gmm) pada kadar aspal tertentu dengan metode AASHTO T209 dan hitung dengan menggunakan persamaan berat jenis efektif agregat pada kadar aspal lainnya. Kemudian hitung besaranVolumetrik dari campuran, seperti rongga di antara mineral agregat (VMA) dan ronggga dalam campuran (VIM) dan rongga terisi aspal (UFA).

g) Untuk mencari nilai VIM pada kepadatan mutlak, buat tiga contoh uji tambahan dengan kadar aspal, satu kadar aspal pada VIM 6% (jika persyaratan

(26)

VIM pada kepadatan mutlak minimum 3%) dan dua kadar aspal terdekat yang memberikan VIM di atasdan di bawah 6% dengan perbedaan kadar aspal masing-masing 0,5%. Padatkan sampai mencapai kepadatan mutlak.

h) Gambarkangrafikhubunganantarakadaraspaldenganhasilpengujian: - Kepadatan - Stabilitas - Kelelehan - VMA - UFA - VIM darihasilpengujianmarshall

- VIM daripengujiankepadatanmutlak. Percentage refusal density (DRD) - Nilai VIM inisebaiknya berkiasar2-3% dibawahnilai VIM marshall.

i) Untuk masing-masing parameter yang tercantum dalam persyaratan campuran gambarkan batas-batas spesifikasi ke dalam grafik dan tentukan rentang kadar aspal yang memenuhi persyaratan.

j) Pada grafik tersebut gambarkan rentang kadar aspal yang memenuh persyaratan sesuai spesifikasi.

k) Periksa kadar aspal rencana yang diperoleh, biasanya berada dekat dengan titik tengan dari rentang kadar aspal yang memenuhi seluruh persyaratan.

l) Pastikan bahwa campuran memenuhi seluruh kriteria dalam persyaratan spesifikasi.

m) Pastikan rentang kadar aspal campuran yang memenuhi seluruh kriteria harus melebihi 0,6 % sehinggan memenuhi toleransi produksi yang cukup realistis (toleransi penyimpangan kadar aspal selama pelaksanaan adalah ± 0,3 % ).

(27)

[Nama, NPM] MARSHALL TEST Halaman Penggabungan Agregat

Kombinasi gradasi agregat campuran dinyatakan dalam persen berat agregat harus memenuhi batas-batas gradasi agregat seperti tercantum dalam spesifikasi. Hubungan antara persen lolos saringan dan ukuran butir agregat dalam skala algoritma kemudian digambarkan.

Dalam memilih gradasi agregat gabungan , kecuali untuk gradasi Latasir dan Latasion, dikenal silsilah kurva Fuller, tidak kontrol gradasi dan gradasi Zone terbatas (Zona yang dibatasi).

Untuk mendapatkan gradasi agregat campuran yang diinginkan, tentukan gradasi agregat yang cocok dengan memilih persentase yang sesuai dari masing-masing fraksi agregat. Berikut ini diberikan petunjuk cara pencampuran beberapa fraksi agregat untuk mendapatkan agregat yang diinginkan dengan rencana campuran yang berbeda.

a. Campuran Lataston.

Untuk jenis Lataston, semakin halus gradasi (mendekati batas atas). Maka rongga dalam mineral agregat (UMA) akan makin besar . Pasir halus yang dikombinasi dengan batu pecah harus mempunyai bahan yang lolos saringan No. 8 (2,36 mm) dan tertahan pada saringan No. 100 (600 mikron) sesedikit mungkin. Hal ini sangat penting karena bahan yang “senjang” harus tidak lebih dari batas yang diberikan, yaitu disyaratkan agar minimum 80% dari agregat yang lolos 2,36 mm harus lolos juga pada saringan 0,600 mm. Jika jumlah bahan tersebut lebih besar dari yang ditentukan dalam kondisi “senjang” maka UMA akan terlalu rendah sehingga campuran sulit mencapai UMA yang diinginkan.

b. Campuran Laston.

Campuran Laston dapat dibuat mendekati batas atas titik control gradasi atau di atas kurva Fuller, tetapi hal ini sulit untuk mencapai UMA yang diisyaratkan.

(28)

Karena itu lebih baik dari gradasi diarahkan memotong kurva Fuller mendekati saringan No. 4 (4,75 mm).

Gradasi agregat gabungan dengan menggunakan spesifikasi campuran beraspal panas dengan kepadatan harus memenuhi gradasi seperti diisyaratkan dalam spesifikasi. Penggabungan gradasi agregat dalam campuran rencana dapat dilakukan dengan dua cara yaitu cara analitis dan grafis.

Penggabungan agregat dengan cara analitis

Kombinasi agregat dari beberapa farksi dapat digabungkan dengan persamaan dasar

P = Aa + Bb + Cc + ……. Dengan pengertian

P : Persen lolos agregat campuran dengan ukuran tertentu

A, B, C : Persen lolos agregat pada saringan masing-masing ukuran

A, b, c : Proporsi masing-masing agregat yang digunakan dengan jumlah total 100%

Persen kombinasi masing-masing ukuran agregat harus mendekati persen yang diperlukan untuk kombinasi agregat. Gradasi agregat tidak boleh keluar dari titik control atau batas gradasi yang diisyaratkan dan sedapat mungkin harus berada di antara titik-titik control gradasi (tidak perlu di tngah-tengah batas gradasi tersebut tidak memotong zona terbatas).

Dari kombinasi beberapa fraksi agregat, maka akan hanya ditemukan satu gradasi agregat yang optimum, yang mendekati gradasi yang diinginkan. Bila ditemui kesulitan mendapatkan gradasi yang diinginkan maka dapat dipilih gradasi lain yang khusus atau sesuai dengan keadaan gradasi agregat setempat, asalkan dapat memenuhi criteria sifat campuran yang diisyaratkan.

(29)

Persamaan dasar di atas dapat digunakan untuk penggabungan beberapa fraksi agregat, diantaranya:

Rumus dasar penggabungan gradasi dari dua jenis fraksi agregat P = Aa + Bb

Untuk a + b – 1 ; maka a = 1 – b Dengan pengertian

P = Persen lolos agregat campuran dengan ukuran tertentu A, B = Persen bahan yang lolos saringan masing-masing ukuran

A, b = Proporsi masing-masing agregat yang digunakan, jumlah total 100% Menggunakan persamaan di atas dapat dihitung

b =

atau a =

Contoh penggunaan :

Apabila terdapat dua fraksi agregat yaitu agregat kasar dan halus yang harus digabung sehingga memenuhi spesifikasi gradasi yang telah ditentukan. Dengan menggunakan persamaan di atas dapat diperoleh nilai a dan b sehingga dapat ditentukan ukuran butir yang lainnya. Tabel di bawah ini menunjukkan perhitungan dari penggabungan dan spesifikasi gradasi yang ditentukan.

1) Periksa gradasi yang memberikan indikasi dapat menyumbang bahan ukuran 2,36 mm (pada ukuran engah spesifikasi agregat gabungan) yang paling banyak. Dari table 19 diperoleh nilai tengah titik control pada saringan 2,36 adalah 43%, dan prosentase agregat yang lolos pada saringan itu, agregat kasar A = 10% dan agregat halus B = 82

(30)

b =

Dimana P = 43, A = 10 dan B = 82 Diperoleh

b = 46% merupakan proporsi agregat halus dalam campuran

a = 100% - 46% = 54% merupakan proporsi agregat kasar dalam campuran Dengan proporsi campuran tersebut ternyata gradasi gabungan menyinggung zone terbatas oleh karena itu denagn cara coba-coba beberapa kali diperoleh nilai yang memenuhi syarat adalah b =32% dan a = 68%

(31)

[Nama, NPM] MARSHALL TEST Halaman Penggabungan Gradasi Agregat Dengan Cara Grafis

a. Cara Grafis Dengan Kotak Bujur Sangkar

1. 2 (dua) Fraksi Agregat

Tahapan penggabungan gradasi agregat dengan cara grafis dengan kotak bujur sangkar untuk 2 fraksi agregat adalah sebagai berikut :

 Buat kotak grafik dengan panjang sisi yang sama (lihat gambar)

 Tandai kedua garis vertical menjadi 10 angka dengan perbedaan 10, masing – masing dimulai dari 0 – 100 dan dimuali dari bawah ke atas. Bagian kiri untuk persen lolos saringan agregat A dan bagian kanan untuk agregat A. Tandai kedua garis mendatar manjadi 10 angka dengan perbedaan 10. Gradasi bawah dimulai 0 s/d 100 dan dimulai dari kiri ke kanan, selanjutnya digunakan untuk mendapatkan persentase agregat B.  Plotkan masing-masing ukuran bergradasi agregat A berupa titik-titik

pada garis vertikal bagian kanan dan agregat B pada garis vertikal bagian kiri.

 Hubungkan titik-titik yang mampunyai ukuran sama, dengan membuat garis lurus diantara kedua titik tersebut kemudian beri tanda sesuai dengan ukuran saringannya diatas garis tersebut.

 Tandai batas gradasi asing-masing ukuran pada garis-garis tersebut kemudian ditebalkan.

 Proporsi antara agregat A dan agregat B diwakili oleh kedua garis vertikal yang menghubungakan garis tebal untuk seluruh ukuran agregat. Dari kedua garis tersebut dapat diketahui proporsi agregat A antara 50% dan 70% atau tengah-tengahnya 60%. Sedang agregat B antara 50% dan 30% atau tengah-tengahnya 40%. Dari garis ini pula dapat dilihat ukuran 15 mikron dan 9,5mm sangat menentukan rentang kombinasi agregat yang diperoleh.

(32)

 Ambil proporsi agregat A dan B yang masih dalam rentang diatas kemudian digambarkan jika masih memotong zona terbatas atau diinginkan tekstur kasar atau halus maka proporsi tersebut dapat diubah dengan cara coba-coba.

2. Tiga Fraksi Agregat

Tahapan gabungan gradasi agregat dengan cara grafis dengan kotak bujur sangkar untuk 3 fraksi agregat adalah sebagai berikut :

 Buat kotak dengan panjang sisi dan sekala yang sama

 Tandai kedua garis vertikal menjadi 10 angka dengan perbedaan 10, masing-masing dimulai dari 0 sampai 100 dan dimulai dari bawah keatas. Selanjutnya akan digunakan dengan mencantumkan fraksi yang lolos saringan 75 mikron,

 Tandai kedua garis mendatar menjadi 10 bagian dengan perbedaan 10. Garis bawah dimulai dari 0 sampai 100 dan dimulai dari kiri ke kanan,

(33)

selanjutnya digunakan untuk mencantumkan bahan yang tertahan dari atas saringan 2,36 mm.

 Plotkan masing-masing ukuran gradasi agregat dengan menggunakan ukuran-ukuran agregat diatas.

 Titik A sebagai agregat kasar tertahan diatas saringan 2,36mm sebanyak 82% atau terahan saringan 2,36mm sebesar 100 – 82 = 18% dan lolos saringan 75 mikrin sebesar 9,2%. Plotkan titik B. Koordinat titik B adalah (18 ; 9,2)

 Titik C sebagai agregat halus 2 (dua) atau bahan pengisi yang lolos saringan 75 mikron sebesar 82% plotkan pada garis kiri. Koordinat titik C adalah pada (0 ; 82)

(34)

 Titik S sebagai titik yang mewakili tengah-tengah titik control gradasi dengan ukuran tertahan ukuran saringan 2,36mm dan lolos saringan 75 mikron sebesar 100% - 43% = 57% dan lolos saringan 75 mikron sebesar 6%. Koordinat titik S adalah (57 ; 6).

 Tarik garis antara titik A dan S kemudian garis antara titik B dan C. Garis AS diperpanjang sehingga memotong BC pada titik W. Ukur koordinat B’, Koordinat titik B’ adalah (17 ; 13,2)

 Ukur panjang masing – masing segmen garis dengan menggunakan persentase antara titik terminal.

 Hitung persentase agregat yang diperlukan untuk campuran dengan persamaan: ( ) ( ) ( )

 Plotkan gradasi gabungan dengan perbandingan diatas, jika masih memotong zona terbatas maka lakukan perobahan dengan cara coba-coba.

b. Cara Grafis Dengan Diagonal

1. 2 (dua) fraksi Agregat

Tahapan penggabungan gradasi agregat cara grafis dengan diagonal untuk 2 fraksi agregat adalah sebagai berikut:

(35)

 Buat kotak grafik dengan perbandingan panjang dan lebar 2 : 1 seperti yang diperlihatkan pada gambar

(36)

[Nama, NPM] MARSHALL TEST Halaman Pengujian Marshall dan Udumetrik

Setelah Gradasi agregat ditentukan selanjutnya adalah pembuatan contoh uji dan pengujian di laboratorium. Tipikal formulir diperlihatkan pada Tabel 21 dan tipikal bentuk kurva diperlihatkan pada gambar di bawah ini :

 Bagi sumbu vertikal menjadi 100 bagian dengan rentang 10 bagian, dari 0 sampai 100 dalam satuan persen. Tandai sumbu vertikal sebagai persen lolos saringan.

 Tarik garis diagonal antar titik 0 sebelah kiri ke sudut kanan atas.

 Plotkan titik-titik yang menunjukkan tengah titik kontrol gradasi yang disyaratkan sesuai dengan persen lolos masing-masing bahan.

 Tarik garis dari titik-titik dari atas tegak lurus sejajar dengan garis tepi.

 Cantumkan masing-masing ukuran butir dibawah ujung garis vertikal pada perpotongannya dengan batas horizontal kotak bagian bawah.

 Plotkan gradasi agregat fraksi A, B dan C masing-masing sesuai dengan persentase lolos dan hubungkan titik-titik tersebut

 Tarik garis S yang memotong garis fraksi A dan B sama panjang pada bagian atas dan bawah dari kotak (X1 = X2).

 Beri tanda perpotongan garis 5 dengan diagonal sebagai titik R.

 Ulangi penarikan garis sehingga jarak antara perpotongan garis dengan fraksi gradasi A (Y₁) sama panjang dengan jumlah jarak yang memotong fraksi gradasi B dan fraksi gradasi C, sehingga Y1 = Y2 + Y3 ; karena Y3 = 0 maka Y1 = Y2, Tandai titik perpotongan antara garis diagonal dengan garis ABC tersebut sebagai titik S.

 Tarik garis horizontal dari titik R dan S masing-masing kesebelah kiri sehingga memotong tepi kotak di R’ dan S’.

(37)

[Nama, NPM] MARSHALL TEST Halaman  Proposi fraksi agregat A dan B dapat ditentukan dengan melihat bagian atas, di

peroleh proporsi fraksi agregat B = 43 % dan bagian bawah sebaagai proporsi fraksi agregat C = 7 %.

 Periksa apakah proporsi yang diperoleh tersebut sudah benar ata tidak dengan cara perhitungkan dan persyaratan. Jika tidak proporsi diubah kembali dengan cara coba-coba.

3) Lebih dari 3 fraksi agregat.

Untuk penggabungan lebih dari 3 fraksi agregat akan lebih mudah menggunakan spreadsheet dimana masing-masing gradasi fraksi agregat dievaluasi terlebih dahulu dengan cara menggambarkan pada grafik pembagian butir, yang dilanjutkan dengan cara seperti pada 2.

Evaluasi Hasil Pengujian a) Evaluasi nila VMA

Rongga air diantara mineral atau struktur agregat (VMA) satu campuran beraspal yang telah di padatkan adalah volume rongga yang terdapat diantara partikel agregat suatu campuran beraspal yang telah dipadatkan, yaitu rongga udara dan volume kadar aspal efektif, yang dinyatakan dalam persen terhadap volume total benda uji. Volume agegat dihitung dari berat jenis bulk (bukan berat jenis efektif atau berat jenis nyata). Batas minimum VMA tergantung pada ukuran maksimum agregat yang digunakan. Hubungan antara kadar aspal dengan VMA pada umumnya membentuk cekungan dengan satu nilai minimum. Kemudian naik lagi dengan naiknya kadar aspal. Ada beberapa hal pokok yang pelu diperhatikan untuk memilih gradasi campuran berdasarkan grafik hubungan antara kenaikan kadar aspal dengan VMA sebagai berikut:

(38)

- Kurva seperti ditunjukkan pada gambar adalah bentuk kurva UMA dari campuran yang benar. Daerah sebelah kiri nilai VMA minimum disebut sisi kering (dry side), sementara daerah sebelh kanan disebut sisi basah (wet side). - Bila didapatkan kurva seperti ini, kadar aspal ditentukan pada titik minimum

pada kurva atau digeser sedikit kekiri dan pada daerah kering (dry side) dari kurva tersebut. Usahakan untuk menghindari daerah berkadar aspal di atas titik minimum VMA (wet side). Rongga udara diantara agregat pada daerah basah tersebut membesar (kurva naik) karena bagian agregat telah terdorong oleh aspal. Oleh sebab itu, walaupun daerah tersebut memberikan VMA seperti persyaratan tetapi kadar aspal pada daerah tersebut cenderung akan menyebabkan terjadinya pelelehan (bleeding) atau deformasi plastis. Pada daerah ini aspal cenderung berfungsi sebagai pelumas. Sementara pemilihan kadar aspal yang terlalu ke kiri (arah dry slide) akan menyebabkan campuran tersebut retan terhadap retak atau pelepasan butir (dientegrasi).

- Kurva seperti ditunjukan pada gambar di bawah ini garis hubungan memotong dan mempunyai nilai minimum yang berada di bawah batas minimum VMA. - Bila di dapat kurva seperti ini, maka VMA yang terjadi akan relative kecil

sehingga dikhawatirkan akan mempunyai VIM di bawah batas minimum pula.Gradasi campuran akan sangat peka terhadap perubahan kadar aspal sehingga kadar aspal ke sebelah kiri maka campuran akan terlalu kering dan rongga udara akan terlalu tinggi sehingga akan rentan terhadap retak dan desintegrasi. Bila kadar aspal lebih tinggi (ke sebelah kanan) maka akan pelelehan dekramasi plastis. Pada kondisi seperti ini maka gradasi harus di ubah dan menjauhi kurva fuller untuk memperoleh VMA yang lebih tinggi. - Kurva seperti gambar di bawah ini, seluruh kurva hubungan berada di bawah

nilai minimum VMA. Bila kurva terjadi maka tidak akan tercapai nilai VMA, VFA dan VIM yang minimum sehingga perlu mengganti gradasi lain untuk mengganti sumber agregat yang digunakan.

(39)

- Bila garis hubungan tidak mempunyai nilai minimum tetapi berada di atas batas minimum, maka tanba contoh uji dengan menambah kadar aspal sehingga terbentuk garis hubungan yang memadai di atas batas minimum VMA. Lihat gambar berikutnya.

b). Pengaruh Rongga Udara (VIM)

VIM adalah volume tebal udara yang berada di antara partikel agregat yang terselimuti aspal dalam suatu campuran yang telah dipadatkan, dinyatakan dengan persen volume bulk suatu campuran. Rongga udara (VIM) stelah selesai di padatkan idealnya adalah 8%. Rongga udara yang kurang dari 8% akan rentan terhadap pelelehan, alir, deformasi plastis. Sementara VIM setelah selesai pemadatan yang jauh dari 8% akan rentan terhadap retak dan pelepasan butir (desintegrasi). Untuk mencari nilai lapangan tersbut dalam spesifikasi, nilai VIM rencana dibatasi pada interval 3% sampai 6%. Dengan kepadatan lapangan dibatasi minimum 98%.

Hasil penelitain di jalan-jalan utama (lalu lintas berat) di luar pulau Jawa menunjukan perkerasan laston yang mempunyai nilai VIM lapangan di atas 10% umumnya sudah menampakan indikasi awal terjadinya retak. Sementara perkerasan yang mulai menampakan indikasi awal terjadinya deformasi plastis umumnya sudah mempunyai VIM lapangan di bawah 3%.

Tujuan perencanaan VIM adalah untuk membatasi penyesuaian kadar aspal rencana pada kondisi VIM mencapai tengah-tengah rentang spesifikasi, atau dalam hal khusus agar mendekati batas terendah rentang yang disyaratkan serta agar campuran mendekati kesesuaian dengan hasil uji di laboratorium.

c). Pengaruh Rongga Terisi Aspal (VFA atau VFB).

VFA adalah bagian dari rongga yang berada di antara mineral agregat (VMA) yang terisi oleh aspal efektif, dinytakan dalam persen.

(40)

Kriteria VFA bertujuan menjaga keawetan campuran beraspal dengn memberi batasan yang cukup. Pada gradasi yang sama, semakin tinggi nilai VFA makin banyak kadar aspal campuran tersebut. Sehingga kriteria VFA dapat menggantikan kriteria kadar aspal dan tebal lapisan tilm aspal (asphalt tilm thickness).

VFA, VMA dan VIM saling berhubungan karena itu bila dua di antaranya diketahui maka dapat mengevaluasi yang lainnnya. Kriteria VFA menyediakan tambahan faktor keamanan dalam merancanakan dan melaksanakan campuran beraspal panas.

Karena perubahan dapat terjadi antara tahap perencanaan dan pelaksanaan, maka kesalahan-kesalahan dapat ditampung dengan memperlebar rentang yang dapat diterima.

d). Evaluasi Pengaruh Pemadatan.

Pada kadar aspal yang sama, maka usaha pemadatan yang lebih tinggi akan mengakibatkan rongga udara (VIM) dan rongga di antara mineral agregat (VMA).

Bila kadar aspal campuran rencana yang dipadatkan sebanyak 2x50 tumbukan diambil di sebelah kiri VMA terendah, tapi lalu lintas ternyata termasuk kategori lalu lintas berat (yang mana seharusnya dipadatkan sebanyak 2x75 tumbukan), maka akibat pemadatan oleh lalu lintas, keadaan kadar aspal yang sebenarnya akan menjadi lebih tinggi. Akibatnya perkerasan akan mengalami alur plastis.

Sebaliknya bila campuran dirancang untuk 2x75 tumbukan tetapi ternyata lalu lintas cenderung rendah, maka rongga udara akhir akan lebih tinggi sehingga air dan udara akan mudah masuk. Akibatnya campuran akan cepat mengeras, rapuh dan mudah terjadi retak serta adesivitas aspal berkurang yang dapat menyebabkan pelepasan butir atau pengelupasan. Karena itu maka usaha pemadatan yang direncanakan di laboratorium harus di pilih yang menggambarkan keadaan lalu lintas di lapangan.

(41)

[Nama, NPM] MARSHALL TEST Halaman 2. TUJUAN PERCOBAAN

Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk menentukan ketehanan (stabilitas) terhadap kelelehan plastis (flow) dari campuran aspal. Ketahanan (stabilitas) ialah kemampuan suatu campuran aspal untuk menerima beban sampai terjadi kelelehan plasitis yang dinyatakan kilogram atau pound. Kelelehan plastis adalah keadaan perubahan bentuk campuran aspal yang terjadi akibat suatu beban sampai batas runtuh yang dinyatakan dalam millimeter atau 0,01 inchi.

3. PERALATAN

a. Tiga buah cetakan benda uji yang berdiameter 10 cm (4”) lengkap dengan pelat alas dan leher sambung.

b. Alat pengeluar benda uji, untuk mengeluarkan benda uji yang sudah dipadatkan dari dalam cetakan benda uji dipakai sebuah ejector.

c. Penumbuk yang mempunyai permukaan tumbuk rata berbentuk silinder, dengan berat 4536 kg (10 pound), dan tinggi jatuh lebih bebas 45,7 cm (18”).

d. Landasan pemadat terdiri dari balok kayu (jati atau yang sejenisnya) berukuran kira-kira 20x20x45 cm (8”x8”x18”) yang dilapisi pelat baja berukuran 30x30x2,5 cm (12”x12”x1”) dan kaitakan pada lantai beton dengan 4 bagian siku.

e. Silinder cetakan benda uji f. Mesin tekan lengkap dengan :

(i). kepala penekan berbentuk lenkung (breaking head)

(ii). cincin penguji yang berkapasitas 2500 kg (500 pound) ketelitian 12,5 kg (pounf0 di lengkapi arloji tekan dengan ketelitian 0,0025 cm (0,0001”)

(iii). arloji dengan ketelitian 0,25 mm (0,01”) dengan perlenkapannya.

(42)

h. Bak perendam (water bath) dilengkapi dengan pengatur suhu untuk memanasi sampai 200c.

i. Perlengkapan lain :

(i). Panci-panci utuk memanaskan agregat aspal dalam campuran aspal.

(ii). Pengukur suhu dari logam (metal thermometer) berkapasitas 2500c dan 1000c dengan ketelitian 0,5 atau 1% dari kapasitas.

(iii). Timbangan yang dilengkapi penggantung benda uji yang berkapasitas 5 kg. (iv). Kompor.

(v). Sarung tangan

(vi). Sendok pengaduk dan perlengkapan lain.

4. BENDA UJI

- Berishkan perlengkapan cetakan benda uji serta bagian muka penumbuk dengan seksama dan panaskan sampai suhu antara 83,30c dan 148,90.

- Letakkan selembar kertas kering kedalam dasar cetakan, masukkan seluruh campuran kedalam dan tusuk-tusuk campuran keras-keras dengan spatulah yang dipanaskan atau aduklah dengan sendok semen 15 kali keliling pinggirannya dan 10 kali di bagian dalam.

- Lepaskan lehernya dan ratakan permukaan campuran dengan sendok semen menjadi bentuk sedikit cembung

- Waktu akan dipadatkan suhu campuran harus dalam batas-batas suhu pemadatan seperti pada viskositas.

- Letakkan cetakan di atas landasan pemadat, lakukan pemadatan dengan alat penumbuk sebanyak 75,50 atau 35 kali sesuai kebutuhan dengan tinggi jatuh 45 cm (18”).

(43)

- Lepaskan keeping (pemegang) alas dan lehernya, balikan alat cetak bersih benda uji dan pasang kembali lehernya di balik ini tumbukklah dengan jumlah tumbukan yang sama.

- Seusai pemadatan, lepaskan keeping alas dan pasanglah alat pengeluar benda uji pada permukaan ujung ini.

- Dengan hati-hati keluarkan dengan meletakkan benda uji di atas permukaan rata yang halus, biarkan selama 24 jam pada suhu ruang.

5. PROSEDUR PERCOBAAN

a. Bersihkan benda uji dari kotoran-kotoran yang menempel b. Berilah tanda pengenal pada masing-masing benda uji c. Ukur benda uji dengan ketelitian 0,1 mm

d. Timbang benda uji

e. Rendam kira-kira 24 jam pada suhu ruang f. Timbang dalam air untuk mendapatkan isi

g. Timbang benda uji dalam keadaan kering permukaan jenuh

h. Rendamlah benda uji dalam kondisi aspal panas atau ter dalam bak perendam selama 30 – 40 menit atau dipanaskan di dalam oven selama 2 jam dengan suhu tetap (60 ± 1)ºC untuk benda uji aspal panas (38 ± 1)ºC untuk benda uji ter. Untuk benda uji aspal dingin masukkan benda uji kedalam oven selama minimum 2 jam dengan suhu tetap (25 ± 1)ºC

i. Sebelum melakukan pengujian, bersihkan batang penuntun (suide red) dan permukaan dalam dari kepala penekan (test heads). Lumasi batang penuntun sehingga kepala penekan direndam bersama-sama benda uji pada suhu 21-38 ºC

(44)

j. Keluarkan benda uji dari bak perendam atau dari oven pemanas udara dan letakkan kedalam segmen bawah kepala penekan. Pasang segmen atas di atas benda uji dan letakkan keseluruhannya dalam mesin penguji

k. Pasang arloji kelelahan (how meter) pada kedudukan di atas salah satu batang penuntun dan atur kedudukan jarum penunjuk pada angka nol, sementara selubung tangki arloji (sleeve) dipegang kencang terhadap segmen atas kepala penekan (breaking head)

l. Tekan selubung tangki arloji kelelehan tersebut pada segmen atas dari kepala penekan selama pembebanan berlangsung

m. Sebelum pembebanan diberikan, kepala penekan beserta benda ujnya dinaikkan hingga menyentuh alas cincin penguji. Atur kedudukan jarum arloji dan tekan pada angka nol.

6. CATATAN

Untuk benda uji yang tebalnya lebih kecil dari 2,5 inci, koreksilah bebannya dengan menggunakan faktor perkalian yang bersangkutan dari tabel faktor koreksi stabilitas. Umumnya benda uji harus didinginkan seperti ditentukan di atas. Bila diperlukan pendinginan yang lebih cepat dapat digunakan kipas angin meja. Campuran-campuran yang daya koreksinya kurang, sehingga pada waktu dikeluarkan dari cetakan segera sesudah pemadatan tidak dapat menghasilkan bentuk silinder yang diperlukan bisa didinginkan bersama-sama cetakannya di udara, sampai trjadi cukup koreksi untuk menghasilkan bentuk silinder yang semestinya.

Stabilitas benda uji yang diukur dengan angka perbandingan tebal sama dengan stabilitas setelah koreksi untuk benda uji tebal 63,5 mm. Hubungan isi/tebal didasarkan pada benda uji yang berdiameter 101,6 mm.

(45)

[Nama, NPM] MARSHALL TEST Halaman TABEL FAKTOR KOREKSI STABILITAS

Isi Benda Uji (Cm)

Tebal Benda Uji

Angka Koreksi

Inchi

Mm

200-213 1 25,4 5,56 214-225 1 1/16 27,0 5,00 226-237 1 1/₈ 28,6 4,56 238-250 1 3/₁₆ 30,2 4,17 251-264 1 1/₄ 31,8 3,85 265-276 1 5/₁₆ 33,3 3,57 277-289 1 3/8 34,9 3,33 290-301 1 7/₁₆ 36,5 3,03 302-316 1 1/₂ 38,1 2,78 317-328 1 9/16 39,7 2,50 329-340 1 5/₈ 41,3 2,27 341-353 1 11/16 42,9 2,08 354-367 1 3/₄ 44,4 1,92 368-379 1 13/₁₆ 46,0 1,79 380-392 1 7/8 47,6 1,67 393-405 1 15/₁₆ 49,2 1,56 406-420 2 50,8 1,47

(46)

[Nama, NPM] MARSHALL TEST Halaman 421-431 2 1/₁₆ 52,4 1,39 432-443 2 1/8 54,0 1,32 444-456 2 3/₁₆ 55,6 1,25 457-470 2 1/₄ 57,2 1,19 471-482 2 5/₁₆ 58,7 1,14 483-495 2 3/₈ 60,3 1,09 496-508 2 7/16 61,9 1,04 509-522 2 1/₂ 63,5 1,00 523-535 2 9/₁₆ 64,0 0,96 536-546 2 5/8 65,1 0,93 547-559 2 11/₁₆ 66,7 0,89 560-573 2 3/4 68,3 0,86 574-585 2 13/₁₆ 71,4 0,83 586-598 2 7/₈ 73,0 0,81 599-610 2 15/16 74,6 0,78 611-625 3 76,2 0,76

(47)

[Nama, NPM] MARSHALL TEST Halaman 7. REFERENSI

1). Buku panduan praktikum Laboratorium Jalan Raya FT. USU 2). Laboratorium Praktikum Jalan Raya FT. USU

8. GAMBAR KERJA

Cetakan Benda Uji Marshall

(48)

Water Bath Timbangan

Kompor dan Panci

Mesin Tekan Lengkap