BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Metodologi penelitian pada penulisan ini merupakan serangkaian penelitian

Transkripsi

1 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Umum Metodologi penelitian pada penulisan ini merupakan serangkaian penelitian melalui uji marshall dan uji perendaman serta analisa terhadap hasil pengujian di laboratorium untuk mendapatkan suatu kesimpulan. Adapun tahapan pelaksanaan pekerjaan selama penelitian di laboratorium adalah sebagai berikut : 1. Persiapan karet ban (tire). 2. Pemeriksaan material yang akan digunakan ( macadam porous ). 3. Pembuatan benda uji dengan kadar aspal 3%, 3,5%, 4%, 4,5%, 5%. 4. Uji marshall untuk menentukan kadar aspal optimum. 5. Pembuatan benda uji dengan kadar aspal optimum dengan kadar parutan karet ban 0,5 %, 1 %, 1,5 %, 2 %, 2,5 %. 6. Uji Marshall untuk menentukan nilai fleksibilitas dan stabilitas. 7. Uji perendaman. 3.2 Diagram alir Diagram alir dari program kerja selama pengujian di laboratorium perkerasan jalan Program Studi Teknik Sipil Universitas Mercu Buana dapat dilihat dari gambar berikut :

2 mulai Persiapan Alat dan Bahan Aspal Pen 60/70 Filler Semen Agregat Macaam Porous Parutan Karet Ban Tes Fisik Tes Fisik Tes Fisik Rancangan Campuran (Mix Design) Variasi Kadar Aspal 3%, 3,5%, 4%, 4,5%, 5% Uji Marshall KAO Rancangan Campuran pada Aspal optimal Terhadap Penambahan Karet Ban dengan Variasi 0%, 0,5%, 1%, 1,5%, 2%, 2,5% Perendaman 30 menit,24 jam, Uji Marshall Analisis dan Pembahasan Indeks Kekuatan Sisa Kesimpulan dan saran Selesai

3 3.3 Agregat Kasar dan Halus Untuk Bahan Campuran Pada tahap awal pengujian bahan dilakukan pengujian terhadap agregat dengan analisa saringan. Pengujian terhadap agregat dilakukan untuk mengetahui karakteristik yang dimiliki oleh agregat yang selanjutnya digunakan untuk keperluan perencanaan campuran aspal. Pada pengujian ini Agregat kasar yang digunakan adalah batuan split yang banyak dijual pada toko-toko yang menjual material bangunan. Sedangkan untuk agregat halus juga menggunakan batuan seperti split, namun agregat halus ini harus lolos dari saringan nomor 8 (2,38 mm) berbeda dengan agregat kasar yang harus tertahan oleh saringan nomor 8. Untuk karakteristik atau bentuk dari agregat ini sendiri mempunyai sudut yang tajam dengan permukaan yang kasar. Untuk filler pada pengujian ini menggunakan portland semen yang banyak juga tersedia di toko-toko bangunan, semen jenis ini merupakan semen yang biasa dipakai untuk membangun rumah tinggal. Bahan tanbah atau additive yang dipakai adalah karet ban (tire) dari kendaraan bermotor yang diparut sehingga nantinya akan dicampur dengan aspal. Untuk aspal ini sendiri menggunakan aspal minyak dengan penetrasi 60/ Pengujian Sifat Fisik Agregat Kasar Pengujian sifat fisik agregat kasar meliputi beberapa pengujian yang terdiri dari : 1. Pemeriksaan berat jenis dan penyerapan agregat kasar Pengujian berat jenis dimaksudkan untuk menentukan berat jenis curah (bulk), berat jenis permukaan jenuh (saturated surface dry), berat jenis semu (apparent spesific gravity) serta penyerapan agregat kasar. Pemeriksaan ini

4 berdasarkan SNI Adapun pengertian istilah tersebut adalah sebagai berikut : a. Berat jenis curah (bulk spesific gravity) adalah perbandingan antara berat agregat kering dan berat air suling yang isinya sama dengan isi agregat dalam keadaan jenuh air pada suhu tertentu. Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut : Berat jenis curah (3.1) b. Berat jenis permukaan jenuh (SSD) adalah perbandingan antara berat agregat jenuh kering permukaan dan berat air suling yang isinya sama dengan isi agregat dalam keadaan jenuh kering permukaan pada suhu tertentu. rumus yang digunakan adalah sebagai berikut : Berat kering permukaan jenuh (SSD) (3.2) c. Berat jenis semu (apparent) adalah perbandingan antara berat agregat kering dan berat air suling yang isinya sama dengan isi agregat dalam keadaan kering pada suhu tertentu. rumus yang digunakan adalah : Berat jenis semu (apparent ) (3.3)

5 d. Pengujian penyerapan air yaitu persentase berat air yang dapat diserap oleh pori terhadap berat agregat kering. Rumus yang digunakan adalah : Keterangan : Penyerapan x 100% Bk = Berat benda uji kering Bj = Berat benda uji permukaan jenuh Ba = Berat benda uji permukaan jenuh didalam air (gr) (gr) (gr) Percobaan ini dilakukan di laboratorium Universitas Mercubuana, cara melakukan: - Cuci benda uji untuk menghilangkan debu atau bahan bahan lain yang melekat pada permukaan. - Keringkan benda uji dalam oven pada suhu C sampai berat tetap. - Dinginkan benda uji pada suhu kamar selama 1 3 jam, kemudian ditimbang (Bk). - Rendam benda uji dalam air selama 24 jam - Keluarkan benda uji dari air, kemudian lap dengan menggunakan kain lap, sampai air pada permukaan agregat hilang (SSD). - Timbang benda uji kering permukaan jenuh (Bj). - Letakkan benda uji didalam keranjang, kemudian dtimbang dalam air (Ba).

6 2. Pengujian keausan dengan mesin Los Angeles. Pengujian keausan agregat terhadap kehancuran dapat diperiksa dengan menggunakan percobaan Abrasi Los Angeles, dimana gradasi dan berat yang telah ditetapkan dimasukan bersama dengan bola baja (jumlah bola yang tergantung dari tipe gradasi yang digunakan) kedalam mesin Los Angeles setelah itu diputar dengan kecepatan 30/33 rpm selama 500 putaran. Nilai akhir dari hasil pengujian keausan dinyatakan dalam persen, yang merupakan hasil perbandingan. Antara berat benda uji semula berat benda uji tertahan saringan No.12 sesudah percobaan dengan berat benda uji semula. Prosedur pemeriksaan ini berdasarkan SNI Percobaan ini dilakukan di laboratorium Perkerasan Jalan Raya Universitas Mercubuana, cara melakukannya adalah: Siapkan benda uji tertahan saringan ½ lolos saringan no ¾ ambil sebanyak 5000 gram. Masukkan kedalam mesin los angeles dan putar mesin sampai 500 putaran. Kemudian ambil dan saring menggunakan saringan no ½, kemudian ditimbang Pengujian Sifat Fisik Agregat Halus Pengujian sifat fisik agregat halus meliputi beberapa pengujian yang terdiri dari : 1. Pengujian berat jenis dan penyerapan air.

7 Pemeriksaan ini juga untuk menentukan berat jenis curah (bulk), berat jenis kering permukaan jenuh (SSD), berat jenis semu(apparent), dan penyerapan air. Pengertian keterangan istilah diatas sama dengan agregat kasar. Untuk pengujian memakai benda uji sebanyak 500 gr. Prosedur pemeriksaan ini mengikuti SNI Adapun rumus-rumus yang digunakan adalah : a. Berat jenis curah (bulk) Berat jenis curah (3.5) b. Berat jenis kering permukaan jenuh (SSD) Berat kering permukaan jenuh (SSD) (3.6) c. Berat jenis semu (apparent) Berat jenis semu (apparent) (3.7) d. Penyerapan Penyerapan x 100 % (3.8)

8 Keterangan : Bk = Berat benda uji kering oven Bj = Berat piknometer berisi air Bt = Berat piknometer berisi benda uji dan air (gr) (gr) (gr) 500 = Berat benda uji dalam kering permukaan jenuh (gr) Percobaan ini dilakukan di laboratorium Perkerasan Jalan Raya Universitas Mercubuana, cara melakukan: - Ambil agregat halus (lolos sarngan no 4) sebanyak 1000 gram lebih untuk 2 kali percobaan. - Keringkan dalam oven, kemudian direndam dalam air selama 24 jam. - Setelah 24 jam buang air perendam, kemudian dilakukan pengeringan dengan cara dibolak-balik. Hingga keadaan kering jenuh (SSD). - Periksa keadaan kering permukaan jenuh dengan mengisikan benda uji kedalam kerucut puncung, padatkan dengan batang penumbuk sebanyak 25 kali tumbukan dan angkat. Keadaan kering permukaan jenuh tercapai bila benda uji runtuh tapi masih dalam keadaan tercetak. - Setelah itu masukkan sampel sebanyak 500 gram kedalam piknometer, masukkan air suling sebanyak 90 % isi piknometer, putar sambil diguncang sampai tidak terlihat gelembung udara lagi

9 - Timbang piknometer berisi air dan benda uji (Bt) - Keluarkan benda uji kemudian timbang (Bk) - Tentukan berat piknometer berisi air penuh dan timbang (B) Pengujian Sifat Fisik Filler Pemeriksaan yang dilakukan adalah pemeriksaan berat jenis yang dimaksudkan untuk menentukan berat jenis filler yang dinyatakan sebagai perbandingan antara berat filler dan berat air suling yang mempunyai isi yang sama pada suhu tertentu prosedur pengujian berdasarkan SNI f Pengujian Mutu Aspal Penetrasi 60/70 Sebelum aspal dipergunakan harus dilakukan pemeriksaan terlebih dahulu dilaboratorium untuk mengetahui sifat aspal tersebut. Dalam penelitian ini aspal yang dipergunakan adalah aspal dengan penetrasi 60/70. Pemeriksaan yang dilakukan pada aspal ini adalah : 1. Penetrasi (SNI M F) Pemeriksaan ini dilakukan untuk mengetahui tingkat kekerasan aspal yang dilakukan dengan memasukan jarum penetrasi berdiameter 1 mm dengan diberi pembebanan sebesar 50 gram, sehingga diperoleh beban bergerak seberat 100 gram (berat jarum + beban) selama 5 detik pada temperatur 25 C, besar penetrasi diukur dan dinyatakan dalam angka yang merupakan kelipatan 0,1 mm. Pengujian dilakukan di laboratorium Perkerasan Jalan Raya Universitas Mercubuana. Cara melakukan:

10 Letakkan benda uji tersebut kedalam wadah kemudian dimasukkan kedalam bak perendam yang telah berada pada suhu yang ditentukan (dlm hal ini 25 0 ). Sebelum mengunakan alat penetrasi jarum penetrasi terlebih dahulu dibersihkan dengan toluene atau pelarut lain. Pindahkan sampel kebawah alat penetrasi, turunkan jarum tersebut menyentuh permukaan benda uji. Kemudian atur angka 0 di arloji penetrometer. Lepaskan pemegang jarum dan serentak jalankan stopwatch selama jangka waktu ( 5±0.1 detik). Kemudan baca nilai angka penetrasi. Bulatkan hingga angka 0.1 mm terdekat. Lakukan pekerjaan diatas tidak kurang dari 3 kali untuk benda uji yang sama dengan ketentuan setiap titik pemeriksaan berjarak satu dengan yang lain dan dari tepi dinding lebih dari 1 cm. 2. Titik nyala (SNI M F) Pemeriksaan dimaksudkan untuk menentukan titik nyala dan titik bakar dari aspal yang mempunyai nyala open cup kurang dari 79 C. Titik nyala adalah suhu pada saat terlihat nyala singkat pada suatu titik di atas permukaan aspal. Titik bakar adalah suhu pada saat terlihat nyala sekurang-kurangnya 5 detik pada suatu titik di atas permukaan aspal. Pengujian dilakukan di laboratorium Perkerasan Jalan Raya Universitas Mercubuana

11 Metode pelaksanaan : Letakkan cawan diatas pelat pemanas dan aturlah sumber pemanas hingga terletak dibawah titik tengah cawan. Letakkan nyala penguji dengan poros pada jarak 7.5 cm dari titik tengah cawan. Tempatkan thermometer tegak lurus didalam benda uji tetapi jangan sampai menyentuh lantai dasar pada cawan. Kemudian putar nyala penguji sehingga melalui permukaan cawan (dari tepi ke tepi cawan) dalam waktu 1 detik. Ulangi pekerjaan tersebut tiap kenaikan suhu 2 0 C. Lanjutkan pekerjaan sampai terlihat percikan api (titik nyala) dan nyala api (titik bakar). 3. Titik lembek (SNI M F) Pengujian titik lembek maksudnya adalah suhu dimana aspal yang diperiksa menjadi lembek karena pembebanan tertentu. Biasanya beban tersebut terdiri dari bola baja berdiameter 9,53 dan seberat kurang lebih 3,5 gram, suhu titik lembek dibaca pada saat aspal berikut bola menyentuh pelat dasar yang berjarak ± 1 inchi dibawah cetakan cincin. Pengujian dilakukan di laboratorium Perkerasan Jalan Raya Universitas Mercubuana. Pelaksanaan : Aspal dilelehkan kemudian dimasukkan cetakan titik lembek. Kemudian tunggu sampai dingin kemudian masukkan cawan + air + cawan silinder beserta air.

12 4. Daktilitas (SNI M F) Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk mendapatkan harga pengujian aspal, selanjutnya dapat dipergunakan untuk mengetahui elastisitas bahan aspal, Daktilitas aspal adalah nilai keelastisisan bahan aspal yang diukur dari jarak terpanjang, apabila didalam dua cetakan berisi aspal keras yang ditarik sebelum putus pada suhu 25 C dengan kecepatan tarik 50 mm permenit. Pengujian dilakukan di laboratorium Perkerasan Jalan Raya Universitas Mercubuana. Metode pelaksanaan : - Benda uji disiapkan dan lapisi cetakan daktilitas dengan talec + gliserin (agar aspal tidak menempel) - Air yang dituang kedalam mesin penguji ditambahkan dengan gliserin secukupnya sehingga aspal yang ada dicetakan nantinya dapat melayang ketika ditarik dengan mesin penguji. - Pasang benda uji pada alat mesin uji dan tariklah benda uji secara teratur dengan kecepatan 5cm/menit sampai benda uji putus. Perbedaan kecepatan lebih kurang 5% masih diijinkan. Selama percobaan berlangsung benda uji harus selalu terendam sekurang-kurangnya 2.5 cm dari air dan suhu harus dipertahankan tetap ( 25 ± C). 5. Berat jenis (SNI M F) Berat jenis aspal adalah perbandingan antara berat aspal dan berat air suling dengan isi yang sama pada suhu 25 C.

13 Rumus yang digunakan untuk menentukan berat jenis aspal adalah (3.9) Dimana : A= Berat piknometer dengan penutup (gr). B= Berat piknometer berisi air (gr). C= Berat piknometer berisi aspal (gr). D= Berat piknometer berisi aspal dan air (gr). Pengujian berat jenis aspal dilakukan mengunakan 2 sampel, cara pengerjaannya meliputi : - Siapkan 2 buah botol, kemudian timbang botol 1 dan 2 (A) - Botol diisi air hingga penuh kemudian ditimbang (B) - Kemudian air dibuang botol diisikan aspal dan ditimbang.(c) - Botol yang sudah diisikan aspal ditambahkan air dan dioven 24 jam dgn suhu 60 0 C - Agar udara yang berada di dalam aspal bisa keluar) kemudian ditimbang. (D) 3.4 Pengujian Marshall Untuk Mencari Kadar Aspal Optimum Pada penelitian ini, variasi kadar aspal dilakukan untuk menentukan kadar aspal optimum. Kadar aspal optimum ini ditentukan dari pemeriksaan uji Marshall sedangkan parameter yang dicatat dalam pengujian Marshall adalah nilai rongga dalam campuran (VIM), rongga dalam agregat (VMA),rongga terisi aspal(vfb) kelelehan, dan stabilitas.

14 Gambar 3.1 Alat Uji Marshall Pelaksanaan 1. Agregat disiapkan sesuai dengan gradasi yang telah ditentukan ( presentase agregat terlampir). Agregat yang disiapkan dengan total 1200 kg per sampel dan dibuat untuk masing masing kadar aspal 3 sampel. 2. Kemudian setelah siap, panaskan wajan untuk memanaskan agregat hingga suhu C, kemudian setelah tercapai suhu yang ditentukan dimasukkan aspal sesuai dengan perencanaan. 3. Agregat kemudian terus dimasak hingga aspal tercampur rata hingga warnanya menghitam, kemudian dituang kedalam mold.

15 4. Mold yang sudah diolesi dengan oli dan diberikan kertas pada bagian bawahnya kemudian dituangkan campuran yang telah dipanaskan tadi. 5. Aspal kemudian ditumbuk sebanyak 50 kali, setelah selesai, sampel dibiarkan hingga suhunya turun dan kemudian didiamkan selama 15 menit dikeluarkan dengan menggunakan extruder setelah itu didiamkan 24 jam. 6. Setelah dikeluarkan sampel kemudian ditimbang, kemudian ditimbang dalam air, dan direndam 24 jam untuk mendapatkan berat jenuh. 7. Setelah itu sampel dimasukkan kedalam waterbath dengan suhu 60 0 C kemudian diset dan siap untuk diuji marshall. 8. Uji marshall dilakukan dengan pembacaan pada proving ring dan flow meter setelah sampel mengalami keruntuhan. 3.5 Parutan Karet Ban (Tire) Pada penelitian ini yang digunakan sebagai bahan tanbah atau additive adalah parutan karet ban. Karet ban ini selalu digunakan disetiap kendaraan bermotor namun ketika tidak terpakai maka karet ban ini langsung dibuang. Untuk itu pada pengujian ini akan diteliti apakah karet ban mampu menambah kekuatan dan keawetan aspal untuk perkerasan jalan.

16 Gambar 3.2 Parutan Karet Ban 3.6 Metode Pelaksanaan Lapis Penetrasi Macadam dengan Bahan Tambah Parutan Karet Ban Agregat dan aspal yang akan digunakan harus sudah tersedia sebelum pengajuan dilakukan, dan harus bisa dipastikan bahwa semua bahan sudah bersih dari semua kotoran yang bisa mengubah hasil pengujian. Pada penelitian ini, variasi kadar parutan karet ban dilakukan untuk menentukan stabilitas (kekuatan). Kadar parutan karet ban ini ditentukan dari pemeriksaan uji Marshall sedangkan parameter yang dicatatdalam pengujian Marshall adalah nilai rongga dalam campuran (VIM), rongga dalam agregat (VMA), kelelehan, stabilitas, Marshall Quotient Pencampuran Proses pencampuran ini dilakukan dengan cara mencampurkan agregat yang telah disiapkan sesuai dengan gradasi dan kadar aspal yang diinginkan, kemudiandimasukkan ke dalam wajan pencampur yang telah dipanaskan pada suhu C, pemanasan juga dilakukan terhadap aspal yang akan digunakan dengan suhu < C, setelah kedua material tersebut mencapai panas yang ditentukan maka dituangkan aspal ke dalam wajan yang berisi agregat sesuai

17 dengan kadar aspal yang diinginkan. Untuk mendapatkan campuran yang merata, aduklah campuran tersebut dengan segera dan merata, kemudian campuran tersebut dimasukkan ke dalam cetakan berbentuk silinder dengan diameter 10 cm dan tinggi 8 cm. Untuk proses pencampuran parutan karet ban sebagai bahan tambahan, dengan cara mencampurkan agregat yang telah disiapkan sesuai dengan gradasi dan kadar aspal yang diinginkan, kemudian dimasukkan ke dalam wajan pencampur yang telah dipanaskan dengan suhu C, pemanasan juga dilakukan terhadap aspal yang akan digunakan dengan suhu < C., setelah kedua material tersebut mencapai panas yang ditentukan maka tuangkan aspal ke dalam wajan yang berisi agregat sesuai dengan kadar aspal yang diinginkan, kemudian masukkan parutan karet ban yang diinginkan dengan variasi kadar yang telah ditentukan. Untuk mendapatkan campuran yang merata, adukkan campuran tersebut dengan segera dan merata, kemudian campuran tersebut dimasukkan ke dalam cetakan berbentuk silinder dengan diameter 10 cm dan tinggi 8 cm. Adapun variasi kadar parutan karet ban yang digunakan adalah 0,5 % - 2,5 %, dengan kenaikan kadar 0,5 % dan dengan jumlah serat yang diinginkan melalui perhitungan kadar serat terhadap nilai KAO untuk campuran aspal Pemadatan Proses pemadatan dilakukan dengan membersihkan perlengkapan cetakan benda uji dan bagian muka penumbuk, kemudian letakkan selembar kertas saring yang telah digunting menurut ukuran cetakan, setelah itu masukkan seluruh campuran ke dalam cetakan dan menusuk dengan alat penunjuk secara keras-keras.

18 Pemadatan dilakukan dengan menumbuk benda uji sebanyak 50 kali tumbukan, suhu campuran C dengan menggunakan alat penumbuk yang memiliki permukaan tumbuk rata berbentuk silinder dengan berat 4,536 kg. dengan tinggi jatuh 45 cm. Setelah pemadatan dilakukan, masukkanlah cetakan benda uji ke dalam alat pengungkit yang menggunakan dongkrak dengan tujuan untuk mengeluarkan benda uji dari cetakan, diamkan benda uji pada permukaan datar suhu ruang selama 24 jam Perawatan Proses perawatan dilakukan untuk mendapatkan nilai pengukuran tinggi benda uji dan penimbangan berat benda uji (kering), setelah selesai melakukan pengukuran dan penimbangan, benda uji direndam dalam air selam 24 jam pada suhu ruang, setelah itu ditimbang dalam air dan pada keadaan kering permukaan jenuh. Terakhir masukkan benda uji dalam bak rendam (water bath) selama 30 menit dengan suhu 60 0 C. Setelah semua benda uji mengalami langkah-langkah tersebut diatas, maka benda uji telah siap dilakukan Marshall test. 3.7 Marshall Immersion Test Pada Penambahan Additive Karet Ban Tes ini pada pengujian Marshall bertujuan untuk mengetahui sampai sejauh mana ketahanan daya ikat campuran beraspal serta nilai sisa dari suatu campuran terhadap pengaruh air. Perendaman dilakukan dengan cara merendam benda uji kedalam water bath pada suhu 60 C selama 30 menit, 24 jam, 3 hari, dan 7 hari. Dalam pengujian ini tata cara yang dilakukan sama seperti penjelasan di atas. Adapun hasil yang ingin didapatkan adalah rasio stabilitas akibat rendaman 24

19 jam dan 3 hari dibagi dengan stabilitas akibat rendaman 30 menit dengan target yang harus dicapai adalah lebih besar dari 75%. Target yang harus dicapai itu sering disebut dengan Indeks Kekuatan Sisa (IKS). Adapun rumus untuk menentukan Indeks Kekuatan Sisa adalah sebagai berikut : IKS = (3.10) Keterangan : IKS = Indeks Kekuatan Sisa (%), harus lebih besar dari 75% S1 S2 = Stabilitas hasil rendaman 30 menit pada suhu 60 C (Kg) = Stabilitas hasil rendaman 24 jam pada suhu 60 C (Kg) 3.8 Kebutuhan Benda Uji Untuk Mendapatkan Nilai KAO Pada penelitian ini benda uji yang dibuat adalah 75 buah dengan perincian perhitungan sebagai berikut : Tabel 3.1 Kadar Aspal Optimum Filler Semen No. kadar aspal (%) jumlah benda uji , , Pada Tabel 3.1 di atas didapatkan 15 buah benda uji untuk pengujian aspal konvensional guna mendapatkan kadar aspal optimum.

20 Tabel 3.2 Uji kadar Karet Ban optimum ( Aspal KAO + % Karet Ban ) No. Kadar karet ban Jumlah benda uji direndam (%) 30 menit 24 jam 3 hari 7 hari 1 0, , Pada Tabel 3.2 di atas didapatkan 60 buah benda uji untuk Uji Marshall Setelah pengujian Marshall maka diperoleh hasil-hasil perhitungan untuk kemudian dilakukan analisa terhadap karakteristik campuran aspal, yaitu: stabilitas, fleksibilitas, kekakuan, persen rongga dalam agregat dan persen rongga dalam campuran.