PENDAHULUAN

L a b o r a t o r i u m S i p i l Pengujian bahan II Politeknik Negeri Padang

KARAKTERISATIK CAMPURAN ASPALDAN AGREGAT

(MARSHALL TEST)

1. Jadwal Pelaksanaan

Hari / Tanggal

: Sabtu / 1 Juni 2006

Waktu

: 11.00 s/d Selesai

Tempat

: Laboratorium Pengujian Bahan II Teknik

Sipil Politeknik Negeri Padang

2. Tujuan

a. Tujuan Umum

Setelah selesai melaksanakan praktikum mahasiswa diharapkan dapat menentukan karakteristik campuran aspal dan agregat dan menentukan kadar aspal optimum yang akan digunakan dalam pekerasan jalan.b. Tujuan Khusus

Setelah selesai praktikum mahasiswa diharapkan dapat :

Dapat menentukan komposisi yang tepat antara agregat, aspal, dan material pengisi (filter) dalam campuran aspal dan agregat.

Dapat menentukan karekteristik dan kinerja campuran aspal dan agregat.

Dapat menetukan kadar aspal optimum dari campuran aspal dan agregat.

3. Referensi

Job Sheet Pengujian Bahan II

Materi Ajar Bahan Bangunan II

Citra Ramadhana, 2004 . Laporan Labor Pengujian Bahan II

4. Dasar Teori

Terdapat bermacam-macam tipe campuran aspal dan agregat, yang paling umum adalah campuran aspal beton (Asphaltic concrate / AC) yang dikenal dengan AC dan campuran (Hot rolletd asphalt) atau HRA. Perbedaan mendasar dari kedua tipe campuran ini adalah pada gradasi agregat pembentuknya. Campuran tipe AC mengunakan agregat bergradasi menerus (continius graded) sedangkan campuran tipe HRA mengunakan agregar bergradasi senjang (Gap graded).

Tahapan yang perlu diketahui dalam perencanaan suatu campuran beraspal antara lain adalah :

a. Melakukan pemeriksaan terhadap aspal yang akan dipakai. Pemeriksaan viskositas dan berat jenis aspal. Viskositas diperlukan untuk menentukuan suhu campuran maupun suhu pemadatan.

b. Melakukan spesifikasi gradasi agregata yang akan dipakai yaitu suatu besan persentase agregat yang lewat suatu saringan dengan ukuran tertentu. Banyak macam spesefikasi agregat yang dipaki dalam perkerasan jalan sesuai dengan kebutuhan.

c. Melakukan pemeriksaan mutu agregat yang akan dipakai .

d. 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.

e. 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 yang ada.

4. Campuran harus cukup kekerasannya ( Skid Resistance ) dan harus tetap seperti sedemikian selama masa pelayanan

5. Harus cukup ekonomis dalam artian murah namun kuat.

Sifat-sifat penting yang harus dimiliki oleh suatu campuran agregat adalah

1. Stabilitas

Campuran harus memiliki ketahanan terhadap deformasi permanen yang disebabkan oleh beban lalu lintas, suatu campuran dapat diperoleh dari adanya sifat interlocking agregat dalam campuran dengan mengunakan aspal berpenetrasi rendah.

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

Karena beban yang diakibatkan oleh pergerakan lalullintas seperti ilustrasi diatas, maka filosofi benda uji dalam penguiian marshall dilakukan seperti berikut;

Dalam perkerasan jalan stabilitas yang diharapkan adalah stabilitas yang memadai artinya tidak terlalu tinggi tidak juga terlalu rendah.

Sumber kekuatan berbagai jenis campuran :

Asphaltic Concrete

: Kekuatan bersumber pada interlocking

agregat

Hot Rolled Asphalt

: Kekuatan bersumber pada mortal campuran

Split Mastic Asphalt: Kekuatan pada mortal campuran

Macadam

: Kekuatan diperoleh pada pelaksanaan2. Fleksibilitas

Campuran harus dapat menahan defleksi dan momen tampa timbul retak pada campuran tersebut yang diakibatkan oleh perubahan janka panjang

pada daya dukung tanah atau lapis pondasi, lendutan yang berulang akibat beban lalu lintas, perubahan volume campuran akibat perubahan suhu.

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

3. Workabilitas

Workabilitas berarti kemudahan suatu campuran untuk dihampar dan didapatkan sehingga diperoleh hasil yang memenuhi syarat yang diharapkan. Factor yang mempengaruhi workability antara lain:

a. Gradasi agregat,agregat bergradasi baik lebih mudah dilaksanakan dari pada agregat bergradasi lain.

b. Temperature campurab yang ikut mempengaruhi kekerasan bahan pengikat yang bersifat termoplastis.c. Kandungan bahan pengisi ( filler ) yang ,menyebabkan pelaksanaan lebih sukar.

4. Durabilitas

Durabilitas adalah berkaitan dengan keawetan suau campuran terhadap beban lalu lintas dan pengaruh cuaca.makin besar proteksi terhadap agregat makin besar durabilitas.aspal menyelimuti agregat dalam bentuk film aspal untuk melindungi agregat dari air ,sehingga air tidak merusak agregat .film aspal yang tebal dapat menghasilkan aspal beton yang berdurabilitas tunggi ,tetapi kemungkinan terjadi bleeding menjadi tinggi

Aspal juga mengisi rongga udara,sehingga rongga udara berkurang dan menghindari terjadinya proses oksidasi yang dapat menyebabkan aspal menjadi rapuh atau getas.namun ada batas minimum rongga udara terisi aspal untuk mengindari bleeding.

Durabilatas dapat menurun disebabkan oleh :

a. faktor eksternal : udara,panas, air/uap air ( oksidasi )

b. faktor internal : aspal,agregat ( kehancuran secara mekanis )

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.

5. Ekonomis

Campuran harus direncanakan dengan mengunakan jenis dan kombinasi material yang menghasilkan biaya termurah tetapi memenuhi persyaratan stabilitas, fleksibilitas, durabilitas, dan workabilitas.

Perencanaan campuran agregat dan aspal terutama ditunjukan agar campuran tersebut memiliki sifat-sifat seperti yang tersebut diatas, tujuan akhir perencanaan tersebut adalah menentukan kadar aspal optimum yang akan memberikan kesimpulan dari semua sifat campuran tersebut, karena tidak ada satu kadar aspalpun yang akan memaksimalkan semua sifat campuran.

Campuran aspal dengan alat marshall

Perencanaan suatu campuran beraspal seperti aspal beton haruslah memenuhi 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.

Stabilitas yang baik ditimbulkan oleh susunan butiran yang yang bisa saling mengunci ( aggregate interlocking ) dengan baik dan juga oleh ikatan aspal .makin baik perlindungan agregat oleh aspal makin awet campuran ,karena itu dibutuhkan aspal yang cukup untuk menyelimuti dan mengisi rongga rongga antar agregat.

Tujuan pemeriksaan Mashall

Pemeriksaan dengan peralatan mashall bertujuan untuk menentukan ketahanan dan kekuatan ( stabilitas ) terhadap kelelehan plastis ( flow ) dari campuran beraspal. Ketahanan dan kekuatan stabilitas ialah kemampuan suatu campuran aspal untuk menerima beban sampai terjadi kelelehan plastis yang dinyatakan dalam kilogram atau pounds. Kelelahan plastis ialah keadaan perubahan bentuk suatu campuran beraspal yang terjadi akibat suatu beban sampai batas waktu yang ditenyaatakan dalam mm atau 0,01 .

Proses perencanaan dimulai dengan memilih spesifikasi ( spek ) campuran tertentu. Dari spek ini akan diperoleh keterangan mengenai komposisi campuran ,yaitu gradasi yang harus digunakan .

Proses selanjutnya adaalah pembuatan benda uji campuran yang diikuti oleh pemadatan.disarankan paling sedikit 5 variasi kadar aspal ,untuk setiap kadar aspal dibuat 3 benda uji .pemadatan benda uji dapat dilakukan dengan metode Marshall,dinyatakan dalam jumlah tumbukan yang dikenakan pada benda uji tersebut.jumlah tumbukan didasarkan pada jenis lalu lintas rencana ( berdasarkan criteria perencanaan )

Sebelum melakukan uji Marshall terlebih dahulu dilakukan pengujian berat isi dan berat jenis untuk dapat menghitung kandungan udara dalam campuranaspal. Untuk mengambarkan kurva Marshall sebaiknya kalau secara manual dengan menggunakan mistar yang lentur ( flexural ),jangan menggunakan yang kaku (fixed/mal ) atau dapat juga dilakukan dengfan computer .setelah perhitungan selesai dilakukan dapat ditentukankadar aspal optimum berdasarkan perencanaan yang diambil

5. Peralatan dan Bahan

Peralatan :

a. Cetakkan benda uji dari logam yang ( 10,16 cm dan tinggi 7,62 cm, lengkap dengan pelat alas , leher sambung dan penumbuk aspal

b. Alat pengeluarkan benda uji

Untuk mengeluarkan benda uji yang sudah dipadatkan dari dalam cetakkan benda uji dipakai sebuah alat akstruder yang berdiameter 10 cm.

c. Alat marshall lengkap dengan :

Kepala penekan ( breaking head ) berbentuk lengkung.

Cincin penguji ( proving ring ) kapasitas 2500 kg dan atau 5000 kg, dilengkapi arloji ( dial ) tekan dengan ketelitian 0,0025 mm.

Arloji pengukur pelelehan ( flow ) dengan ketelitian 0,25 mm beserta perlengkapannya.

d. Oven, yang dilengkapi dengan pengatur suhu yang mampu memanasi sampai 200o C ( ( 3o C ).

e. Bak perendam ( water bath ) dilenglapi dengan pengaturan suhu mulai 20 60o C ( ( 1o C ).

f. Timbangan dilengkapi dengan penggantung benda uji berkapitas 2 kg dengan ketelitian 0,1 gram dan timbangan berkapitas 5 kg dengan ketelitian 1 gram.

g. Pengukur suhu dari logam ( metal thermometer ) berkapasitas 250o C dan 100o C dengan ketelitian 1 % dari kapasitas.

h. Perlenglapan lain :

Panci panci untuk memanaskan agregat, aspal dan campuran aspal.

Sendok pengaduk dan spatula.

Kompor dan pemanas ( hot plate ).

Sarung tangan dari asbes, sarung tangan dari karet dan perlindung pernapasan atau masker.

Kantong plastik berkapasitas 2 kg.

Kompor gas elpiji atau minyak tanah.

Bahan :

b. Aspal

c. Agregat halus dan kasar berdasarkan spek yang digunakan sebanyak ( 1200 gram.

6. Prosedur Pelaksanaan

Pembuatan benda uji :

1. Keringkan agregat pada suhu 105o 110o C minimum selama 4 jam, keluarkan dari alat pengering ( oven ) dan tunggu sampai beratnya tetap.

2. Pisah pisahkan agregat kedalam fraksi fraksi yang dikehendaki ( sesuai aspek ) dengan cara penyaringan.

3. Panaskan aspal sampai mencapai tingkat kekentalan ( viskositas) yang di syaratkan baik untuk pekerjaan pencampuran maupun pemadatan.

AlatPencampuranPemadatan

Aspal padatAspal cairSatuanAspal padatAspal cairSatuan

Kinematik viscosimeter170 20170 20Cst280 30280 30Cst

Saybolt furol viscosimeter85 1085 10DET.S.F140 15140 15DET.S.F

4. Proses pencampuran dilakukan sebagai berikut :

a. Persiapan bahan untuk setiap benda uji yang diperlukan yaitu agregat sebanyak ( 1200 gram.

b. Panaskan panci pencampur beserta agregat kira kira 28o C diatas suhu pencampuran untuk aspal padat, bila menggunakan aspal cair pemanasan sampai 14o C diatas suhu pencampur.

c. Tuangkan aspal yang sudah mencapai tingkat kekentalan seperti table viscositas sesuai yang dibutuhkan kedalam agregat yang sudah dipanaskan tersebut, kemudian aduklah dengan cepat pada suhu sesuai rencana sampai agregat terselimuti aspal secara merata.

Proses pemadatan dilakukan sebagai berikut :

1. Bersihkan perlengkapan cetakan benda uji serta bagian muka penumbuk dengan seksama dan panaskan sampai suhu antara 93,3 148,9 oC.

2. Letakkan cetakan di atas landasan pemadat dan tahan dengan pemegang cetakan.

3. Letakkan selembar kertas sering atau kertas penghisap yang sudah digunting menurut ukuran ukuran cetakan kedalam dasar cetakan.

4. Masukkan seluruh campuran ke dalam cetakan dan tusuk tusuk campuran keras keras dengan spatula yang dipanaskan sebanyak 15 kali keliling pinggirannya dan 10 kali di bagian tengahnya.

5. Lakukan pemadatan dengan alat penumbuk sebanyak :

a. 75 kali tumbukan untuk lalu lintas berat

b. 50 kali tumbukan untuk lalu lintas sedang

c. 35 kali tumbukan untuk lalu lintas ringan

Dengan tinggi jatuh 457,2 mm. Selama pemadatan harus diperhatikan agar kedudukan sumbu palu pemadat selalu tegak lurus pada alas cetakan.

Lepaskan pelat alas berikut leher sambung dari cetakan benda uji, kemudian cetakan yang berisi benda uji dibalikkan dan pasang kembali pelat alas berikut leher sambung pada cetakan yang dibalikkan tadi.

1. Tumbuklah dengan jumlah tumbukan yang sama sesuai dengan rencana pekerasan jalan terhadap permukaan benda uji yang sudah dibalikkan ini.

2. Lepaskan keping alas dan pasanglah alat pengeluar benda uji pada permukaan ujung ini.

3. Keluarkan dengan hati hati dan letakkan benda uji di atas permukaan yang rata dan biarkan selama kira kira 24 jam pada suhu ruang.

4. Dinginkan dengan kipas angin meja bila diperlukan pendingin yang lebih cepat.

5. Timbang benda uji kering sehingga didapat berat benda uji kering.

6. Rendam benda uji didalam bak perendam pada 25 oC selama 3 sampai 5 menit dan timbang di dalam air, akan didapat berat benda uji di dalam air.

7. Keringkan permukaan benda uji dengan lap kering kemudian ditimbang, akan didapat berat kering permukaan jenuh ( SSD ).

8. Catat hasil pengujian pada formulir yang telah disediakan dan hitung berat jenis campuran sesuai dengan rumus yang disediakan.

Pengujian campuran aspal metode marshall ( SNI 06 2489 )

1. Rendamlah benda uji dalam bak perendam selama 30 40 menit dengan suhu tetap 60 oC ( ( 1 oC ) untuk benda uji yang menggunakan aspal padat, untuk benda uji menggunakan aspal cair masukkan benda uji ke dalam oven selama minimum 2 jam dengan suhu tetap 25 oC ( ( 1 oC ).

2. Keluarkan benda uji dari bak perendam atau dari oven dan letakkan kedalam segmen bawah kepala penekan dengan catatan bahwa waktu yang diperlukan dari saat diangkatnya benda uji dari bak perendam atau oven sampai tercapainya beban maksimum tidak boleh melebihi 30 detik.

3. Pasang segmen atas di atas benda uji dan letakkan keseluruhannya dalam mesin penguji.

4. Pasang arloji pengukur perlelehan ( flow ) pada kedudukannya di atas salah satu batang penuntun dan atur kedudukan jarum penunjuk pada angka nol, sementara selubung tangkai arloji ( sleeve ) dipegang teguh terhadap segmen atas kepala penekan.

5. Naikkan kepala penekan beserta benda ujinya dinaikkan hingga menyentuh alas cincin penguji, sebelum pembebanan diberikan.

6. Atur jarum arloji tekan pada kedudukan angka nol

7. Berikan pembebanan pada benda uji dengan kecepatan tetap sekitar 50 mm per menit sampai pembebenan maksimum tercapai, atau pembebanan menurun seperti yang ditunjukkan oleh jarum arloji tekan dan catat pembebanan maksimum atau stabilitas ( stability ) yang dicapai, koreksilah bebennya dengan menggunakan faktor perkalian yang bersangkutan dari table 2 bila benda uji tebalnya kurang atau lebih besar dari 63,5 mm.

8. Catat nilai pelelehan ( flow ) yang ditunjukkan oleh jarum arloji pengukur pelelehan pada saat pembebanan maksimum tercapai.waktu yang diperlukan dan sat diangkatnya benda uji dari rendaman air sampai tercapainya beban maksimum tidak boleh melebihi 30 detik.

7. Pengolahan Data

Dari pengujian yang telah dilakukan diperoleh data sebagai berikut :

a. No. benda uji

b. Kadar aspal terhadap berat total campuran= 6.5 %

c. Tinggi rata rata benda uji

= 73 mm

d. Berat kering benda uji

= 1231,1 gram

e. Berat benda uji dalam air

= 700,2 gram

f. Berat ssd benda uji

= 1233,1 gram

g. Volume benda uji = f e

= 532,9 mm3h. Kepadatan campuran

= gram/mm3i. Kepadatan agregat yang dipadatkan

=

i. Bj campuran maximum teoritis

=

k. Persentase rongga terhadap campuran ( void in mixture = VIM )

=

l. Persentase Rongga Terhadap Agregat (Void In Mineral Aggregate = VMA)

=

m. Persentase Rongga Terisi Aspal ( Void Filled with Bitument = VFB)

=

n. Faktor koreksi sample

Dari table angka korelasi stabilitas didapatkan angka korelasi yaitu ;

Tinggi benda uji 73 mm dengan factor koreksi 0.81

o. Stabilitas

Pembacaan dial ( kg )= 1222.02 kg

p. Stabilitas setelah dikpreksi= n x o = 0.81 x 1222.02 = 989.84 kg

q. Flow

= 4.35 mm

r. MQ =

Analisa data terlampir dengan kurva penentuan kadar aspal optimum.

8. Kesimpulan

Dari pengujian karakteristis campuran aspal dengan agregat berdasarkan kriteria lalu lintas berat 2 x 75 tumbukan menurut Bina Marga dengan kadar aspal 5 8,5 %. Berdasarkan grafik penentuan kadar aspal optimum didapatkan nilai yang memenuhi Kriteria 5 %. Jadi nilai kadar aspal optimum (KAO) adalah 6,5 %.9. Lampiran Data kelompok. Skema prosedur pelaksanaan. Diagram alir proses pelaksanaan. Gambar alat

Avoided

Desirable ( diinginkan )

Avoided ( dihindarkan )

Rendah

Maximize

Minimize

Posisi tidur

Base

Surface

Kelompok IV Pengujian Marshal Test

_1216083673.unknown

_1216083900.unknown

_1216084153.unknown

_1216084287.unknown

_1216084086.unknown

_1216083837.unknown

_1216083604.unknown