BAB III LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB III LANDASAN TEORI A. Karakteristik Marshall pada Asphalt Treated Base (ATB) 1. Stabilitas (Stability) Stabilitas merupakan kemampuan maksimum suatu benda uji campuran aspal dalam menahan beban sampai terjadi kelelehan plastis dan dinyatakan dalam satuan beban. Untuk stabilitas harus sesuai dengan persyaratan campuran aspal yang sudah ditentukan dalam spasifikasi yang dipakai. Apabila stabilitas tinggi harus menggunakan agregat yang bergradasi rapat (dense graded), permukaan yang kasar dan jenis agregat yang keras dan berbentuk kubikal. Aspal yang digunakan harus penetrasinya rendah dan cukup untuk ikatan agregat. Stabilitas lapisan pekerjaan jalan adalah kemampuan lapisan perkerasan jalan menerima beban lalulintas tanpa terjadi perubahan bentuk seperti gelombang dan alur. Kebutuhan stabilitas sebanding dengan fungsi jalan dan beban lalu lintas yang dilayani. Jalan yang melayani volume lalu lintas tinggi dan mayoritas kendaraan berat membutuhkan perkerasan jalan dengan stabilitas tinggi. Stabilitas terjadi dari hasil geseran antar butir, penguncian antar partikel dan daya ikat yang baik dari lapisan aspal. Untuk mendapatkan stabilitas yang tinggi, biasanya dapat dilakukan penggunaan agregat dengan gradasi yang rapat, agregat dengan permukaan yang kasar, agregat berbentuk kubus, aspal dengan penetrasi rendah serta aspal dalam jumlah yang mencukupi untuk ikatan antar butir. 2. Kelelehan (flow) Kelelehan adalah besarnya deformasi vertikal benda uji yang terjadi mulai saat awal pembebanan sampai kondisi kestabilan maksimum sehingga sampel sampai batas runtuh dinyatakan dalam satuan mm. Nilai flow yang tinggi mengindikasikan campuran bersifat plastis dan lebih mampu mengikuti deformasi akibat beban, sedangkan nilai flow yang rendah mengindikasikan campuan tersebut memiliki banyak rongga kosong yang tidak terisi aspal 15

2 16 sehingga campuran berpotensi untuk mudah retak. Pengukuran flow bersamaan dengan pengukuran nilai stabilitas Marshall. Nilai flow juga diperoleh dari hasil pembacaan langsung pada alat Marshall Test sewaktu melakukan pengujian Marshall. 3. Density (Kerapatan) Density merupakan kerapatan dari campuran setelah dilakukan pemadatan di laboratorium maupun di lapangan. Nilai density ini digunakan untuk membandingkan nilai kepadatan dari perkerasan baik dari laboratorium maupun dari lapangan dan sebagai batasannya 96% terhadap kepadatan di laboratorium. Tingkat kerapatan dari rongga perkerasan dipengaruhi oleh jumlah kadar aspal, kualitas dan jenis fraksi agregat dari bahan penyusun. 4. Rongga Udara dalam Campuran / Void in Mix (VIM) VIM adalah volume rongga yang masih tersisa setelah campuran beton aspal dipadatkan, dinyatakan dalam persen (%). VIM dibutuhkan untuk mengetahui besarnya rongga campuran akibat bergesernya butirbutir agregat dalam butir aspal. VIM yang terlalu kecil akan mengakibatkan beton aspal mengalami bleeding dan VIM yang terlalu besar mengakibatkan beton aspal berkurang kekedapan airnya sehingga berakibat meningkatnya proses oksidasi aspal yang dapat mempercepat penuaan aspal dan menurunkan durabilitas (keawetan/daya tahan). 5. Rongga Terisi Aspal / Voids Filled with Asphalt (VFA) VFA adalah volume rongga beton aspal yang terisi oleh aspal, dinyatakan dalam persen (%). Parameter VFA diperlukan untuk mengetahui perkerasan memilki keawetan dan tahan air yang cukup memadai. 6. Rongga diantara Mineral Agregat / Void in Mineral Agregat (VMA) VMA adalah ruang diantara partikel agregat pada suatu perkerasan beraspal, termasuk rongga udara dan volume aspal efektif (tidak termasuk volume aspal yang diserap agregat). Volume rongga yang terdapat diantara partikel agregat suatu campuran beraspal yang telah dipadatkan, yaitu rongga udara dan volume kadar aspal efektif yang dinyatakan dalam persentase terhadap volume total benda uji.

3 17 7. Marshall Quotient (MQ) MQ adalah hasil bagi dari stabilitas dengan kelelehan yang dipergunakan untuk pendekatan terhadap tingkat kekakuan atau kelenturan campuran, dinyatakan dalam Kn/mm. Nilai MQ yang tinggi menunjukkan nilai kekakuan lapis keras tinggi. Lapis keras yang mempunyai nilai MQ yang terlalu tinggi akan mudah terjadi retakretak akibat repitisi beban lalu lintas. Jika nilai MQ yang terlalu rendah menunjukkan campuran terlalu fleksibel yang mengakibatkan perkerasan mudah berubah bentuk bila menahan beban lalu lintas. Marshall Quotient besarnya merupakan indikator dari kelenturan yang potensial terhadap keretakan. Persyaratan untuk nilai parameter Marshall dapa dilihat pada Tabel 3.1. Tabel 3.1 Persyaratan sifat campuran untuk ATB No Sifatsifat Campuran Min Maks Satuan 1. Stabilitas 1800 Kg 2. Kelelehan 4,5 Mm 3. Quitient Marshall 300 Kg/mm 4. Rongga dalam Campuran (VIM) 3 5 % 5. Rongga di antara mineral agregat (VMA) 13 % 6. Rongga terisi aspal (VFA) 60 % Sumber : Spesifikasi umum 2010 (Revisi 2), PUBina Marga B. Perhitungan Campuran 1. Berat Jenis Efektif Total Agregat Berat jenis efektif total agregat dapat ditentukan dengan persamaan dibawah ini yang digunakan berdasrkan hasil pengujian kepadatan maksimum teoritis. Berat jenis efektif dari total agregat dapat dihitung dengan persamaan berikut :

4 18 dengan, Gse total agregat Gsb Gsa = Berat jenis efektif agregat gabungan (gr/cc) = Berat jenis kering/bulk spesific gravity (gr/cc) = Berat jenis semu/apparent spesific gravity (gr/cc) Gse1, Gse2,... Gsen = Berat jenis efektif dari masingmasing agregat 1, 2,... n Pmm = Persen berat total campuran (=100) Gmm =Berat jenis campuran maksimum teoritis setelah pemadatan (gr/cc) Pb = Persentase kadar aspal terhadap total campuran (%) Gb = Berat jenis aspal (gr/cc) 2. Berat Jenis Maksimum dengan Kadar Aspal yang Berbeda Pmm Gmm = Ps Gse + Pb (3.2) Gb dengan, Gmm = Berat jenis campuran maksimum (gr/cc) Pmm = Persen berat terhadap total campuran (=100) Ps Pb Gse Gb = Kadar agregat, persen terhadap berat total campuran = Kadar aspal, persen terhadap berat tital campuran = Berat jenis efektif agregat (gr/cc) = Berat jenis aspal (gr/cc) 3. Berat Jenis Bulk Berat jenis kering (bulk spesific gravity) dari total agregat dapat dihitung menggunakan persamaan berikut : Gsb = P1+ P2 + P Pn P1 G1 + P2 G2 + P (3. 3) Pn... + G3 Gn

5 19 dengan, Gsb P1,P2,Pn G1,G2,Gn = berat jenis bulk = persentase masingmasing fraksi agregat = berat jenis masingmasing fraksi agregat 4. Berat jenis curah campuran padat Wa Gmb (3. 4) Vbulk Dengan: Gmb Vbulk Wa = Berat jenis curah campuran padat (gr/cc) = Volume campuran setelah pemadatan (cc) = Berat di udara.(gr) 5. Rongga diantara mineral agregat Gmb Ps VMA (3. 5) Gsb dengan : VMA Gsb Gmb Ps = rongga diantara mineral agregat, persen terhadap volume total campuran = berat jenis bulk = berat jenis curah campuran padat = persen agregat terhadap berat total campuran. 6. Rongga di dalam campuran VIM Gmm Gmb (3. 6) Gmm dengan : VIM = rongga di dalam campuran, persen terhadap volume total campuran

6 20 Gmb Gmm = berat jenis curah campuran padat = berat jenis maksimum campuran. 7. Rongga terisi aspal ( ) VMA 100 VMA VIM VFA = dengan : (3.7) VFA VMA VIM = rongga terisi aspal, persen terhadap VMA = rongga diantara mineral agregat = rongga di dalam campuran. 8. Stabilitas Nilai stabilitas diperoleh berdasarkan pembacaan arloji tekan dikalikan dengan hasil kalibrasi cincin penguji serta angka korelasi beban. Angka korelasi beban terlampir. 9. Kelelehan (mm) Dibaca pada arloji pengukur pelelehan. 10. Marshall Quotient Marshall Quotient dapat dihitung dengan menggunalan persamaan berikut : MQ dengan, S F (3.8) MQ S F = Marshall Quotient (kg/mm) = nilai stabilitas (kg) = nilai flow (mm)

7 21 C. Pemadatan Pemadatan adalah proses dimana partikelpartikel solid dirapatkan secara mekanis sehingga volume rongga dalam campuran mengecil dan kepadatan campuran meningkat dan mengatur distribusi partikel agregat dalam campuran sehingga menghasilkan konfigurasi agregat optimum dalam mencapai kepadatan yang ditargetkan dan Metode Marshall adalah metode untuk menguji parameter yang diperlukan (Bowles, 1991). Pemadatan pada intinya merupakan suatu upaya untuk memperkecil jumlah rongga dalam suatu campuran, sehingga mencapai nilai yang diisyaratkan. Karena perannya yang besar terhadap karakteristik perkerasan, maka pemadatan baik pada waktu pelaksanaan di lapangan maupun pemadatan di laboratorium untuk pembuatan benda uji Marshall, diatur sedemikian untuk menghindari penyimpangan. Pemadatan pada pelaksanaannya sangat rawan akan terjadinya penyimpanganpenyimpangan, baik karena alatalat yang digunakan tidak sesuai dengan standar yang ditetapkan atau juga karena jumlah lintasan (passing) alat pemadat dalam melakukan pemadatan menyimpang dari jumlah yang ditetapkan. Ada dua jenis pemadatan yang dilakukan, yaitu : a. Pemadatan di Laboratorium Pemadatan di laboratorium diperlukan untuk mendapatkan campuran dalam cetakan besi (mold) berbentuk silinder, untuk dijadikan benda uji dalam pemeriksaan dengan alat uji Marshall. Pemadatan diawali dengan spesimen campuran dalam cetakan ditusuktusuk sebanyak 25 kali, dibagian tepi 15 kali dan 10 kali di bagian tengah, kemudian dipadatkan pada suhu 140 o C dengan 2 x 35 kali tumbukan untuk lalu lintas ringan, 2 x 50 kali tumbukan untuk lalu lintas sedang, dan 2 x 75 kali tumbukan untuk lalu lintas berat. Sedangkan beban seberat 4,536 kg dijatuhkan dari ketinggian 45,7 cm untuk menumbuk spesimen tersebut.

8 22 b. Pemadatan di Lapangan Ketika dipadatkan di laboratorium, campuran memiliki penahan (retraining) yang baik oleh cetakan (mold). Sedang yang terjadi di lapangan, campuran dipadatkan dalam keadaan tergelar bebas tanpa penahan, sehingga sebelum tergilas (asphalt finisher) bekerja dengan baik dan operator berpengalaman, sehingga prosedur pemadatan yang dilaksanakan bisa sesuai dengan ketentuan. Tahaptahap pemadatan di lapangan sesuai dengan buku Petunjuk pelaksanaan Laston Atas No. 03/PT/B/1983 sebagai berikut: 1. Pemadatan awal (break down rolling) Pemadatan awal dilakukan pada temperature minimum 80 o C, dengan menggunakan tandem roller, atau mesin gilas roda tiga (46 ton) dengan jumlah lintasan 24 kali pada kecepatan 34 km/jam 2. Pemadatan antara (intermediate rolling) Pemadatan antara dilakukan setelah pemadatan pertama selesai dengan menggunakan mesin gilas roda karet (self propelled pneumatic tired roller) berat 1012 ton dan tekanan angin 7080 psi pada kecepatan 5 km/jam. 3. Pemadatan akhir (finishing rolling) Pemadatan akhir dilakukan dengan tandem roller 46 ton langsung setelah pemadatn antara berakhir, pada temperature minimum 60 o C atau sedikit diatas titik leleh aspal yang digunakan dengan jemlah lintasan antara 46 kali pada kecepatan 58 km/jam.