Campuran Aspal Dengan Alat Marshall

J-11 CAMPURAN ASPAL DENGAN ALAT MARSHALL A.

TUJUAN PERCOBAAN

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

Teori

Rancangan campuran berdasarkan metode Marshall ditemukan oleh Bruce Marshall, dan telah distandarisasi oleh ASTM ataupun AASHTO melalui beberapa modifikasi, yaitu ASTM D 1559 76, atau AASHTO T-245-90. Prinsip dasar metode Marshall adalah pemeriksaan stabilitas dan kelelehan (flow), serta analisis kepadatan dan pori dari campuran padat yang terbentuk. Alat Marshall merupakan alat tekan yang dilengkapi dengan proving ring (cincin penguji) berkapasitas 22,2 KN (5000 lbs) dan flowmeter. Proving ring digunakan untuk mengukur nilai stabilitas, dan flowmeter untuk mengukur kelelehan plastis atau flow. Benda uji Marshall berbentuk silinder berdiameter 4 inchi (10,2 cm) dan tinggi 2,5 inchi (6,35 cm). Prosedur pengujian Marshall mengikuti SNI 06-2489-1991, atau AASHTO T 245-90, atau ASTM D 1559-76. Secara garis besar pengujian Marshall meliputi: persiapan benda uji, penentuan berat jenis bulk dari benda uji, pemeriksaan nilai stabilitas dan flow, dan perhitungan sifat volumetric benda uji. Pada persiapan benda uji, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan antara lain: 1. Jumlah benda uji yang disiapkan 2. Persiapan agregat yang akan digunakan. 3. Penentuan temperatur pencampuran dan pemadatan. 4. Persiapan campuran aspal beton. 5. Pemadatan benda uji. 6. Persiapan untuk pengujian Marshall. Jumlah benda uji yang disiapkan ditentukan dari tujuan dilakukannya uji Marshall tersebut. AASHTO menetapkan minimal 3 buah benda uji untuk setiap kadar aspal yang digunakan. Agregat yang akan digunakan dalam campuran dikeringkan di dalam oven pada temperatur 105 110ºC. Setelah dikeringkan agregat dipisah-pisahkan sesuai fraksi ukurannya dengan mempergunakan saringan. Temperatur pencampuran bahan aspal dengan agregat adalah temperatur pada saat aspal mempunyai viskositas kinematis sebesar 170 ± 20 centistokes, dan temperatur pemadatan adalah temperatur pada saat aspal mempunyai nilai viskositas kinematis sebesar 280 ± 30 centistokes. Karena tidak diadakan pengujian viskositas kinematik aspal maka secara umum ditentukan suhu pencampuran berkisar antara 145 ºC - 155 ºC, sedangkan suhu pemadatan antara 110 ºC - 135 º C. C.

PERALATAN PERCOBAAN

1. 2. 3. 4. 5. 6.

7. 8. 9.

D.

9 buah cetakan benda uji yang berdiameter 10 cm (4”) dan tinggi 7,5 cm (3”) lengkap dengan pelat alas dan leher sambung. Alat pengeluar benda uji. Untuk mengelurkan benda uji yang sudah dipadatkan da ri dalam cetakan benda uji dipakai sebuah alat ejector  Penumbuk yang mempunyai permukaan tumbuk rata berbentuk silinder, den gan berat 4,536 kg (10 pound), dan tinggi jauh lebih bebas 45,7 cm (18”) Landasan pemdat terdiri dari balok kayu (jati atau yang sejenis) berukuran kira- kira (20x20x15) cm atau (8” x 8” x 8”) yang dilapsi dengan pelat baja berukuran (30x30x2,5) cm atau (12 ”x12”x 12”x12”) dan kaitkan pada lantai beton dengan 4 bagian siku. Silinder cetakan benda uji. Mesin tekan lengkap dengan: a. Kepala penekan brbentuk lengkung (breaking ( breaking head )  b. Cincin penguji yang berkapasitas 2500 kg (5000 pound) denga ketelitian 12,5 kg (25  pound) dilengkai dengan dengan ketelitian 0,0025 cm (0,0001”) (0,0001”) c. Arloji kelelahan dengan ketelitian 0,25 mm (0,001”) dengan perlengkapannya perlengkapannya Oven yang dilengkapi dengan pengatur suhu untuk memanasi sampai (200±3) oC Bak perendam (waterbath (waterbath)) dilengkapi dengan pengtur suhu minimum 20 oC Perlengkapan lain: a. Panci-panci untuk memanaskan agregat, aspal dan campuran aspal  b. Pengukur suhu dari logam ( metal thermometer ) berkapasitas 250 oC dan 100 oC dengan ketelitian 0,5 atau 1% dari kapasitas c. Timbangan yang dilengkapi penggantung benda uji berkapasitas 2 kg dengan ketelit ian 0,1 gram dan timbangan berkapasitas 5 kg ketelitian 1 gram d. Kompor e. Sarung asbes dan karet f. Sendok pengaduk dan perlengkapan lain

BAHAN PERCOBAAN

1.

2.

Menyiapkan benda uji: Mengeringkan agregat sampai beratnya tetap pada suhu (105±5) oC. Memisahkan agregat dengan cara penyaringan kering ke dalam fraksi -fraksi yang dikehendaki atau seperti berikut ini: 1” sampai ¾” ¾” sampai 3/8” 3/8” sampai No. 4 (4,76mm)  No. 4 (4,76mm) sampai No. 8 (2,38mm) Lewat saringan No. 8 (2,38mm) Menentuan suhu pencampur dan pemadatan Suhu pencampuran dan pemadatan harus ditentukan sehingga bahan pengikat yang dipakai menghasilkan viskositas seperti Tabel 1 Viscositas Penentu Suhu Bahan Pengikat

4.

Engler

Kinematik

Pemadatan Saybolt Furol

C St

Det S. F.

C St

Det S. F.

Aspal Panas

170 ± 20

85 ± 10

280 ± 30

140 ± 15

Aspal Dingin

171 ± 20

86 ± 10

280 ± 30

141 ± 15

Tar

3.

Kinematik

Campuran Saybolt Furol

25 ± 3

Tabel 1.

Engler

40 ± 5 Menyiapkan Campuran Untuk tiap benda uji diperlukan campuran agregat dan aspal sebanyak ±1200 gram, sehingga menghasilkan tinggi benda uji kira- kira 6,25 cm ± 0,125 (2,5” ± 0,005”). Memanaskan panci pencampur beserta agregat kira-kira ± 28 oC diatas suhu pencampur untuk aspal panas dan tar, dan diaduk sampai merata; untuk aspal dingin  pemanasan sampai 14oC di atas suhu pencampuran. Sementara itu panaskan aspal sampai suhu pencampuran. Menuangkan aspal sebanyak yang dibutuhkan kedalam agregat yang sudah dipanaskan tersebut. Kemudian mengaduk dengan cepat pada suhu sesuai Tabel 1 sampai agregat terlapis merata. Memadatkan Benda Uji Membersihkan perlengkapan cetakan benda uji, serta bagian maka penumbuk dengan seksama dan panaskan sampai suhu antara 93,3 oC dan 148,9 oC.

Meletakkan selembar kertas saring atau kertas penghisap yang sudah digunting menurut ukuran cetakan ke dalam dasar cetakan, kemudian memasukkan seluruh campuran ke dalam cetakan dan tusuk-tusuk campuran keras-keras dengan spatula yang dipanaskan atau mengaduk dengan sendok semen 15 kali keliling  pinggirannya dan 10 kali di bagian dalam. Melepaskan lehernya dan meratakan permukaan campuran dengan mempergunakan sendok semen menjadi bentuk yang sedikit cembung. Waktu akan dipadatkan suhu campuran harus dalam bata-batas suhu pemadatan seperti yang disebutkan pada Tabel 1. Meletakkan cetakan diatas landasan pemadat, dalam pemegang cetakan. Melakukan pemadatan dengan alat penumbuk sebanyak 75, 50 atau 35 kali sesuai kebutuhan dengan tinggi jatuh 45 cm (18”), selama pemadatan tahanlah agar sumbu palu pemadat selalu tegak harus pada cetakan. Melepaskan capping alas dan lehernya balikkan alat cetak berisi benda uji dan pasang kembali lehernya dibalik ini tumbuklah dengan jumlah tumbukkan yang sama. Sesudah pemadatan, mendiamkan benda uji sampai suhu ruang, kemudian melepaskan capping alas dan memasang alat pengeluar benda uji pada permukaan ujung ini. Dengan hati-hati mengeluarkan dan meleta kkan benda uji diatas permukaan rata yang halus, biarkan selama kira-kira 24 jam pada suhu ruang. E.

PROSEDUR PERCOBAAN

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

9.

F.

Membersihkan benda uji dari kotoran-kotoran yang menempel Memberi tanda pengenal pada masing-masing benda uji Mengukur tebal benda uji dengan ketelitian 0,1 mm Menimbang benda uji Merendam kira-kira 24 jam pada suhu ruang Menimbang dalam air untuk mendapatkan isi Menimbang benda uji dalam kondisi kering permukan jenuh Merendam benda uji dalam kondisi aspal panas atau tar dalam bak perendam selama 30 sampai 40 menit atau dipanaskan di dalam oven selama 2 jam dengan suhu tetap (60±1) oC untuk benda uji aspal panas dan (38±1) oC untuk benda uji tar. Untuk benda uji aspal dingin memasukkan benda uji ke dalam oven selama minimum 2 jam dengan suhu tetap (25±1) oC. Sebelum melakukan pengujian bersihkan batang penuntun ( guide ( guide rod ) dan permukaan dalam dari kepala penekan (test ( test heads). heads). Melumasi batang penuntun sehingga kepala penekan yang atas dapat meluncur bebas, bila dikehendaki kepala penekan direndam bersama-sama benda uji pada suhu antara 21 sampai 38 oC. Mengeluarkan benda uji dari bak perendam atau dari oven pemanas udara dan letakkan ke dalam segmen bawah kepala penekan. Memasang segmen atas di atas  benda uji, dan meletakkan keseluruhannya dalam mesin penguji. Memasang arloji kelel ehan ( flowmeter ) pada kedudukannya di atas salah satu batang penuntun, dan atur kedudukan jarum penunjuk pada angka nol, sementara selubung tangkai arloji ( sleeve ( sleeve)) dipegang teguh terhadap segment as kepala penekan ( breaking head ). ). Menekan selubung tangkai arloji kelelehan tersebut pada segmen atas dari kepala penekan selama pembebnan berlangsung. Sebelum pembebanan diberikan, kepala penekan beserta benda ujinya dinaikkan hingga menyentuh alas cincin penguji. Atur kedudukan jarum arloji tekan pada angka nol. Berikan pembebanan kepada benda uji dengan kecepatan tetap sebesar 50 mm per menit sampai pembebanan maksimum tercapai atau pembebeanan menurut seperti yang ditunjukkan oleh jarum arloji tekan dan catat pembebanan yang dicapai. Melepaskan selubung tangkai arloji kelelehan ( sleeve)  sleeve) pada saat pembebanan mencapai maksimum dan catat nilai kelelehan yang ditunjukkan oleh jarum arloji. Waktu yang diperlukan dan saat diangkatnya benda uji dari rendaman air sampai tercpainya beban maksimum tidak boleh melebihi 30 detik.

PENGOLAHAN DATA PERCOBAAN

Perhitungan setiap agregat dari beberapa sampel: 1. Kadar aspal 5% : Aspal  Berat agregat  a. Agregat halus  b. Agregat medium c. Agregat kasar 2.

3.

4.

= 5% x 1200 = 95% x 1200 = 60% x 1140 = 20% x 1140 = 20% x 1140

= 60 gr = 1140 gr = 684 gr = 228 gr = 228 gr

Kadar aspal 6%: Aspal  Berat agregat  a. Agregat halus  b. Agregat medium c. Agregat kasar

= 6% x 1200 = 94% x 1200 = 60% x 1128 = 20% x 1128 = 20% x 1128

= 72 gr = 1128 gr = 676,8 gr = 225,6 gr = 225,6 gr

Kadar aspal 6,5%: Aspal  Berat agregat  a. Agregat halus  b. Agregat medium c. Agregat kasar

= 6,5% x 1200 = 93,5% x 1200 = 60% x 1122 = 20% x 1122 = 20% x 1122

= 78 gr = 1122 gr = 673,2 gr = 224,4 gr = 224,4 gr

Kadar Aspal 7% Aspal  Berat agregat  a. Agregat halus  b. Agregat medium c. Agregat kasar

= 7% x 1200 = 93% x 1200 = 60% x 1116 = 20% x 1116 = 20% x 1116

= 84 gr = 1116 gr = 669,6 gr = 223,2 gr = 223,3 gr

Tabel 2

Analisa Campuran Agregat Kadar Aspal 5%

Saringan No

Agre Agrega gatt Kasar Kasar 100% 20%

Agrega gregatt Mediu Medium 100% 20%

Agr Agregat egat Halu Haluss 100% 60%

Total

100 65.98 60.74 60.35 60.35 60.35 60.35 60.35 60.35 60.35 60.00

100 97.984 8 7. 7.272 62.828 60.42 60.42 60.42 60.42 60.42 60.42 60

100 100 100 98.29 92 92.826 88.77 85.726 84.414 82.166 80.71 80

0 36.03 15.96 26.54 7.87 4.06 3.04 1.31 2.25 1.46 1.48

3/4 1/2 3/8 4 8 16 30 50 100 200 Pan

0 34 3 4.016 5.244 0.39 0 0 0 0 0 0 0.35

Tabel 3

0 2 .0 .016 10.712 24 24.444 2.408 0 0 0 0 0 0.42

0 0 0 1.71 5. 5.464 4. 4 .056 3. 3.044 1. 1.312 2. 2.248 1.456 0.71

Berat Benda Uji

Penimbangan dalam Keadaan Kadar Aspal Kering (gr) Jenuh (gr) Dalam Da lam Air ( gr) 5% 1140 1140 613 6% 1160 1160 639 6,5% 1122 1122 652 7% 1116 1116 665 Tabel 4

Stabilitas dan Kelelehan Benda Uji

Hasil Uji Sampel o (kg) (stabilitas) r (kg) (kelelehan) Tabel 5

 No a 1 5%

5% 125 2

Kadar Aspal 6% 6,5% 152 163 1 0.78

7% 192 0.26

Percobaan Marshall Test

b c d e 7 cm 1140 1140 613

f 527

g 2.163

h 2.522

i 0.092

j 80.575

k 19.333

l 1 9. 9.4246

m 0. 47 472

n 14.2395

o 125

p 125

q 103.75

r 2

s 51.875

7 cm 1160 1160 639

521

2.226

2.371

0.111

82.109

17.780

17.8911

0. 62 621

6.10993

152

152

126.16

1

126.160

3 6. 6.5% 6.5 cm 1122 1122 65 652

470

2.387

2.315

0.141

90.481

9.378

9.519

1. 47 479

- 3. 3.1225

163

163

135.29 0. 0.78 173.449

4

451

2.475

2.263

0.173

97.098

2.729

2. 90 90174

5. 96 963

- 9. 9.3572

192

192

159.36

2

6%

7%

6 cm 1116 1116

66 665

0. 0.26 612.923

Keterangan: a = % aspal terhadap campuran   b = tinggi benda uji  c = berat (gram)  d = berat dalam keadaan jenuh (gram)  e = berat dalam air (gram)  f = isi (ml) = d –  d  –  e  e  g = berat isi benda uji = c/f  

h = berat jenis teoritis =



i=



 j =

  (100− )    



k = jumlah kandungan rongga (%) = 100  –  i –   i –  j  j l = persen rongga terhadap agregat = 100 –  100  –  j  j



m = persen rongga terisi aspal = 100 x



n = persen rongga terhadap campuran = 100  –  (100  (100 )



    

G.



100 %  %  +     

 

 ℎ

o = pembacaan arloji stabilitas  p = stabilitas = o x kalibrasi alat q = stabilitas = p x korelasi tinggi r = kelelehan (mm)  s = stabilitas / kelelehan = 

ANALISA 1.

ANALISA PERCOBAAN

Pada percobaan Campuran Aspal Dengan Alat Marshall memiliki tujuan untuk menentukan ketahanan (stabilitas) terhadap kelelehan plastis (flow) dari campuran aspal. Pada percobaan ini pertama kali ditentukan kadar aspal yang akan dipakai dan jumlah perbandingan agregat yang akan digunakan. Kadar aspal yang dipakai adalah 5%, 6%, 6,5% dan 7%. Hal pertama yang dilakukan adalah menyiapkan tiga jenis agregat, yaitu agregat kasar, medium dan halus. Agregat tersebut di timbang sesuai jumlah yang dibutuhkan. Selain itu aspal yang telah ditentukan kadarnya dicairkan terlebih dahulu, supaya mudah dicampurkan dengan agregat. Agregat yang telah disiapkan, dipanaskan terlebih dahulu dan dicampurkan dengan aspal cair. Campuran tersebut dipanaskan sampai suhu 93,3 oC  –  149,9oC. Campuran tersebut diletakan ke dalam cetakan dan dialasi kertas saring. Campuran yang diletakkan ke dalam cetakan dan kemudian ditumbuk untuk dipadatkan sebanyak 75 kali. Cetakan aspal yang telah dipadatkan dibalik dan sisi yang satunya kemudian ditumbuk ebanyak 75 kali juga. Setelah campuran aspal selesai ditumbuk, campuran tersebut kemudian ditimbang dalam air untuk mencari berat dalam keadaan jenuh. Campuran aspal tersebut kemudian direndam dalam air dengan suhu 60 oC diumpamakan sesuai dengan suhu aspal yang ada di jalan. Setelah direndam selama 40 menit, campuran aspal tersebut diletakkan ke segmen bawah penekan. Pasang segmen bagian atas di atas benda uji dan letakkan keseluruhannya dalam mesin penguji. Setelah semua terpasang dengan benar, baca nilai stabilitas dan keruntuhan pada alat marshall dan terlihat runtuhan dari aspal tersebut.

2.

ANALISA HASIL

Pada percobaan ini memiliki nilai stabilitas dan kelelahan: Tabel 6

Stabilitas dan Kelelahan Benda Uji

Gambar 1 Grafik Kadar Aspal Terhadap Stabilitas dan Kelelehan Dari grafik di atas terlihat bahwa semakin tinggi kadar aspal, nilai stabilitas makin besar dan nilai kelelehan semakin kecil. Hal ini menyebabkan merekatnnya aspal dalam agregat sehingga keruntuhan yang dihasilkan sangat kecil. 3.

ANALISA KESALAHAN

Pada praktikum ini kesalahan terjadi pada pembacaan arloji stabilitas karena bergeraknya arloji yang terlalu cepat. Angka yang dipakai juga dikira  –  kira  kira karena terlalu cepatnya jarum pada arloji. Selain itu kebersihan pada alat juga bergantung pada berat benda uji. Dan selain itu juga pencampurannya yang kurang tepat karena ada yang sedikit tumpah yang membuat berat dari benda uji menjadi berkurang. H.

KESIMPULAN   

I.

Campuran aspal yang dipadatkan dengan kadar aspal 5% miliki nilai keruntuhan sebesar 125 Campuran aspal yang dipadatkan dengan kadar aspal 5% lebih cepat hancur dibandingkan dengan kadar aspal 6% dan 7% Kadar aspal sangat menentukan kuat atau tidaknya beda uji

REFERENSI  

       

AASHTO, Standard Specification for Transportation Materials and Methods of Sampling and Testing, Part I Specifications, Thi rteenth edition, 1982. ASSTHO, Standard Specification for Trasportation Materials and Methods of Sampling and Testing, Part II Methods of Sampling and Testing, Thirteenth edition, 1982. Asphalt Institute, The Asphalt Handbook, Manual Series No. 4 (MS-4), Sixth Printing, March, 1980. ASTM, Annual Book of ASTM Standard, Part 15, Road, Paving, Bituminous Materials Traveled Surface Characteristics, 1979. ASTM, Annual Book of ASTM Standard, Section 4. Construction, Volume 04.02 Concrete and Aggregates, 2005. Dit. Jend. Bina Marga, Manual Pemeriksaan Bahan Jalan No. 01/MN/BM/1976, Departemen Pekerjaan Umum dan Tenaga Listrik, 1983. Laboratorium Bahan FTUI, Pedoman Praktikum Bahan Perkerasan Jalan, 1997. Laboratorium Struktur dan Material, Pedoman Praktikum Pemeriksaan Baha Perkerasan Jalan, Departemen Sipil FTUI Depok, 2009.  NAASRA, Road Maintenance Maintenance Pratctice, National Association of Australian Road Authority, Authority, Sydney, 1981. https://algaztmasagala.wordpress.com/2012/04/20/pengujian-aspal-dengan-metode-marshall/