BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1.

Umum Metode eksperimen sungguhan (True-Experimental Research) digunakan

dalam penelitian ini dengan mengadakan kegiatan percobaan di laboratorium. Aspal porus diproduksi dengan menggunakan jenis agregat langsung dari stone cruser dan bitumen yang sama. Selanjutnya dilakukan observasi untuk mengetahui nilai stabilitas Marshall, Permeabilitas (Permeability), Porositas (Porosity), nilai uji keausan (Cantabrian Test) dan Binder Drain Down Test. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah penelitian di laboratorium, dengan mengacu pada : a. b. c. Standar Nasional Indonesia (SNI), American Association for Testing and Material (ASTM), American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO), d. e. Jabatan Kerja raya (JKR 2005) Malaysia, Road Engineering Association of Malaysia (REAM, 2008).

III-1

3.2.

Garis Besar Program Kerja

Mulai

Pengadaan Material Agregat kasar (chipping tertahan 1/2) Agregat kasar (chipping tertahan 3/8) Agregat Halus (Pasir) Liquid Asbuton

Pemeriksaan karakteristik agregat kasar

Pemeriksaan karakteristik agregat halus

Pemeriksaan Liquid Asbuton

Tidak

Memenuhi spesifikasi Ya Pengujian Cantabro Pengujian Binder Drain Down

Tidak

Pengujian Permeabilitas

Pengujian Karakteristik Marshall

Pembahasan dan Analisa Data Kesimpulan dan Saran

Selesai

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian

3.3.

Metodologi Pengumpulan Data Untuk memperoleh data sebagai bahan utama dalam penelitian ini, maka

digunakan dua metode pengumpulan data sebagai berikut: a. Studi pustaka, untuk memperoleh data sekunder dengan membaca sejumlah buku, artikel-artikel ilmiah sebagai landasan teori dalam menuju kesempurnaan penelitian ini.

III-2

b. Pemeriksaan sampel dilakukan di laboratorium untuk mendapatkan data primer yang akan digunakan dalam menganalisa hasil dari penelitian yang dilaksanakan. 3.3.1. Metode Pengambilan Sampel a. Material agregat kasar dan agregat halus diambil dari Sungai Bili-Bili Kecamatan Parangloe hasil stone crusher PT. BMA (Bima Moriesya Anugrah) Propinsi Sulawesi Selatan. b. Liquid Asbuton diambil dari Laboratorium Bidang Pengujian dan Pengembangan Teknologi Dinas Bina Marga Propinsi Sulawesi Selatan.

3.3.2. Metode Design Metodologi yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: A. Pengujian Sifat Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam campuran aspal porus terlebih dahulu diuji karakteristik dari masing-masing bahan agregat kasar, agregat halus maupun pengujian terhadap liquid Asbuton dimana metode pengujian mengacu pada Standar Nasional Indonesia dan pengujian ini dilakukan di laboratorium. Tahap awal penelitian yang dilakukan di laboratorium adalah memeriksa mutu bahan liquid Asbuton dan mutu agregat yang akan digunakan pada percobaan campuran beraspal.

III-3

B. Pembuatan Benda Uji Setelah bahan yang digunakan diuji dan memenuhi spesifikasi yang telah ditentukan untuk campuran aspal porus selanjutnya dibuat komposisi campuran untuk pembuatan benda uji. Komposisi campuran yang digunakan dalam penelitian ini yaitu komposisi campuran menggunakan gradasi terbuka menggunakan agregat lolos saringan 3/4 tertahan saringan 1/2 dan lolos saringan 1/2 tertahan saringan 3/8 dengan variasi penambahan agregat halus 7%, 8%, 9% dan 10% dengan komposisi campuran yang menggunakan trial gradations, kemudian pencampuran aspal dengan 5 variasi kadar liquid Asbuton menggunakan 100% liquid Asbuton. C. Pengujian Benda Uji Dalam pengetasan benda uji aspal porus terdapat tiga macam pengetesan yaitu: 1. Pengujian Cantabro Test, pengujian ini dimaksudkan untuk mengetahui persentase kehilangan berat dari benda uji setelah dilakukan test abrasi dengan mesin Los Angeles dengan mengacu pada ASTM C-131. 2. Pengujian Permeabilitas, dimana pengujian ini mengacu pada Simposium III FSTPT, ISBN no. 979-96241-0-X. 3. Pengujian Binder Drain-Down, dimana pengujian ini bertujuan untuk mengetahui jumlah drain- down yang terjadi pada campuran beraspal yang belum dipadatkan dengan mengacu pada AASHTO T 305.

III-4

4. Pengujian stabilitas benda uji yang dilakukan dengan menggunakan alat Marshall dengan mengacu pada SNI-06-2489-1991.

3.4.

Proses Penelitian

3.4.1. Tahap Studi Pendahuluan Dalam kegiatan penelitian ini dimulai dengan tahap studi pendahuluan, yaitu kegiatan yang meliputi : tinjauan pustaka, permasalahan yang muncul dalam penelitian, menentukan tujuan dari permasalahan yang muncul dalam penelitian, menentukan tujuan dari ruang lingkup penelitian, serta menyusun program kerja dari penelitian ini sampai pada pembahasan dari kesimpulan akhir dari penelitian yang dilakukan. 3.4.2. Persiapan Bahan Sebelum melaksanakan kegiatan penelitian terlebih dahulu dilakukan persiapan bahan-bahan yang akan diteliti dilaboratorium. Dalam kegiatan ini mencakup: kegiatan survei lokasi dari bahan yang digunakan, kegiatan mendatangkan/pengangkutan bahan uji dari lokasi pengambilan bahan

kelaboratorium.Bahan yang dipergunakan dalam penelitian ini terdiri dari : agregat (chipping ukuran 1/2), agregat (chipping ukuran 3/8), agregat halus (pasir) dan liquid Asbuton sebagai bahan campuran aspal porus. Adapun alasan memilih campuran aspal porus yaitu : meningkatkan keamanan dengan mereduksi resiko aquaplaning, mereduksi kebisingan lalu

III-5

lintas, meningkatkan penglihatan pada saat hujan dengan mereduksi percikan air, meningkatkan kenyamanan mengemudi, mereduksi pantulan cahaya lampu yang menyilaukan diwaktu malam. (Spesification for Porus Asphalt, REAM, 2008) 3.4.3. Pengujian Sifat Bahan Kegiatan ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik dari setiap bahan yang akan digunakan untuk bahan campuran aspal porus, apakah bahan-bahan tersebut mempunyai karakteristik yang memenuhi spesifikasi yang digunakan. Adapun metode pengujian yang digunakan adalah mengikuti standar umum yang digunakan yaitu American Society for Testing Materials (ASTM) dan Standar Nasional Indonesia (SNI).

3.5.

Pengujian Mix Design Aspal Porus Rongga udara yang besar pada agregat gradasi terbuka serta kandungan

partikel yang tinggi merupakan suatu hal yang utama untuk menjamin campuran yang baik. Meningkatkan ketahanan terhadap oksidasi, meningkatkan keawetan, jumlah perekat harus dijaga keseimbangannya dan tidak boleh berlebihan.

3.6.

Penentuan Berat Jenis dan Penyerapan Campuran Setelah diperoleh hasil pemeriksaan berat jenis dan penyerapan agregat

dan berat jenis aspal, maka berat jenis dan penyerapan dari total campuran serta penyerapan aspal dapat dihitung dengan rumus berikut (Laboratorium Jalan dan Aspal, 2000) : ...... (3.1) III-6

Berat jenis bulk (Gsb) (bulk specific gravity)

=

P1 P 2 .... Pn ( P1 / G1) ( P 2 / G 2) ...( Pn / Gn )

Berat Jenis semu (Gsa)

=

P1 P 2 .... Pn ...... (3.2) ( P1 / A1) ( P 2 / A2) ...( Pn / An)

(apparent specific gravity) Berat jenis efektif (Gse) (effective specific gravity) =

Gsb Gsa ........................................... (3.3) 2

Penyerapan aspal (Pba)

=

Gse Gsb x Ga x 100 % ..................... (3.4) GsexGsb

Dimana : Gsb Gsa Gse Pba Ga P1, P2, , Pn G1, G2,, Gn A1, A2, , A = Berat jenis bulk = Berat jenis semu/apparent = Berat jenis efektif = Penyerapan aspal = Berat jenis aspal = Persentase berat komponen aggregat 1, 2, , n = Berat jenis bulk dari masing-masing agregat = Berat jenis apparent dari masing-masing agregat

3.7.

Mix Design Metode Marshall Salah satu metode untuk menghasilkan design yang baik adalah Marshall

Test. Dikembangkan oleh Bruce Marshall dari Misisipi State Highway Department sekitar tahun 1940-an dibuat standard dalam ASTM D 1559-89,

III-7

dengan membuat beberapa benda uji dengan kadar aspal yang berbeda kemudian di test kadar udara (porosity), stability dan flow. Hasil test diplot terhadap kadar bitumen, kemudian kadar optimum bitumen dipilih, proses ini mengukur secara teliti: porosity, stability, flow, sehingga didapatkan sifat aspal yang awet dan tahan terhadap rutting (penurunan) serta fatigue (retak karena lelah).

3.8.

Karakteristik Metode Marshall Unit weight Unit weight merupakan berat volume kering campuran yang menunjukkan

kepadatan campuran beton aspal. Campuran dengan kepadatan yang tinggi akan mempunyai kemampuan menahan beban yang lebih tinggi daripada campuran dengan kepadatan rendah. Unit weight (berat volume) dinyatakan dalam satuan gram/cm3 dan dapat dihitung dengan rumus (Lab. Jalan dan Aspal, 2000) : Gmb =

W ......................................................................... (3.6) B

Dimana : Gmb W B = Berat volume kering campuran (gram/cm3) = Berat benda uji di udara (gram) = Volume benda uji (cm3)

Porositas/VIM (Voids in Mix) VIM (Voids In Mix) merupakan volume pori dalam campuran yang telah dipadatkan atau banyaknya rongga udara yang berada dalam campuran aspal

III-8

porus. Dalam hal ini perhitungan volume sampel tidak dilakukan dengan perendaman sampel dalam air dikarenakan berat kering permukaan jenuh (SSD) pada aspal porus tidak akan terjadi sebagai akibat dari porusnya campuran,

sehingga nilai porositas/VIM dinyatakan dalam bilangan satu angka dibelakang koma atau dalam persen (%) terhadap campuran dan dihitung dengan rumus :

P = [1-

]x

100 % .....................................................

(3.7)

SGmix =

............................................

(3.8)

D=

..........................................................................

(3.9)

Dimana: P = Volume rongga udara dalam campuran (%)

SGmix = Berat jenis maksimum campuran SG D %W = Spesific Grafity komponen (gram/cm3) = Berat jenis efektif total aggregat(gram/cm2) = % berat tiap komponen

Stability (Stabilitas) Stability (stabilitas) adalah kemampuan lapis aspal beton untuk menahan deformasi atau perubahan bentuk akibat beban lalu lintas yang bekerja pada lapis perkerasan tersebut. Nilai stabilitas menunjukkan kekuatan dan ketahanan campuran beton aspal terhadap terjadinya perubahan bentuk tetap seperti

III-9

gelombang, alur (rutting) maupun bleeding. Stabilitas dinyatakan dalam satuan kg dan diperoleh dari pembacaan arloji pada alat uji Marshall dengan rumus sebagai berikut (Lab. Jalan dan Aspal, 2000) : Stability Dimana : Stability = Stabilitas Marshall (kg) O E Q = Pembacaan arloji stabilitas (Lbf) = Angka korelasi volume benda uji = Kalibrasi alat Marshall = O x E x Q ..................................................... (3.10)

Flow ( Kelelehan plastis) Flow menunjukkan besarnya deformasi dari campuran beton aspal akibat beban yang bekerja pada perkerasan. Flow merupakan salah satu indikator terhadap lentur. Besarnya rongga antar campuran (VIM) dan penggunaan aspal yang tinggi dapat memperbesar nilai kelelehan plastis. Nilai flow diperoleh dari pembacaan arloji kelelehan pada alat uji Marshall dan dinyatakan dalam satuan mm.

VMA (Voids in MineralAggregat) VMA merupakan volume rongga yang terdapat diantara butir-butir aggregat suatu campuran beraspal padat, termasuk di dalamnya rongga yang berisi aspal efektifdan menunjukkan persentase dari volume total bendauji. Asphalt Institute merekomendasikan bahwa harga VMA dari campuran beraspal padat III-10

dapat dikalkulasikan dalam hubungannya dengan berat jenis kering total aggregat (Agregat Bulk Spesific Gravity). Pemakaian agregat bergradasi senjang dan kadar aspal yang rendah dapat memperbesar VMA. Nilai VMA diperoleh dengan rumus (Laboratorium Rekayasa Transportasi, 2010):

VMA= 100 -

100 Pb x Gmb ........................................... Gsb

(3.11)

Dimana : VMA Gsb Pb Gmb = Volume pori antara butir agregat didalam beton aspalpadat(%) = Berat jenis kering total aggregat = Kadar aspal (%) = Berat volume kering campuran (gram/cm3)

VFB (Voids Filler in Bitument) VFB adalah persentase pori antar butir agregat yang terisi aspal, sehingga VFB merupakan bagian dari VMA yang terisi oleh aspal, tidak termasuk didalamnya aspal yang terabsorbsi oleh masing-masing butir agregat. Kriteria VFB membantu perencanaan campuran dengan memberikan VMA yang dapat diterima. Pengaruh utama kriteria VFB adalah membatasi VMA maksimum dan kadar aspal maksimum.VFB juga dapat membatasi kadar rongga campuran yang diizinkan yang memenuhi kriteria VMA. Nilai VFB diperoleh dengan rumus (Beton Aspal Campuran Panas, 2003) :

III-11

VFB=

100(VMA P) % dari VMA ................................. VMA

(3.12)

Dimana : VFA VMA = Volume pori antara butir agregat yang terisi aspal. = Volume padat (%) P = Volume rongga udara dalam campuran (%) pori antara butir agregat didalam beton aspal

Arloji pengukur stabilitas Cincin penguji

Arloji pengukur flow Kepala penekan

Gambar 3.2 Alat Pengujian Marshall

3.9.

Pengujian Permeabilitas Mix Design Berdasarkan Simposium III FSTPT, ISBN no. 979-96241-0-X dibuat 3

(tiga) benda uji aspal porus untuk pengujian permeabilitas. Pengujian permeabilitas menggunakan benda uji aspal porus didalam mould yang telah III-12

direndam sampai jenuh. Mould kosong diletakkan diatas mould yang berisi benda uji. Bagian dalam sambungan kedua mould dioles vaselin, agar air tidak menembus keluar. Ke dalam mould kosong diisi air setinggi 5 cm. Lama waktu perembesan air melalui media aspal porus dicatat. An International Perspective yang dikutip oleh Diana (1995) menginformasikan bahwa indeks permeabilitas dihitung dengan rumus : ( ) ( ) ................................................

(3.13)

Dimana :

K d t

= nilai indeks permeabilitas (cm/det); = tinggi benda uji (cm), dan = lama waktu perembesan air (det).

3.10. Pengujian Cantabro Pengujian cantabro dilakukan untuk mengetahui kehilangan berat dari benda uji setelah dilakukan tes abrasi dengan mesin Los Angeles. Benda uji yang sudah dipadatkan dengan jumlah tumbukan masing-masing 50 pada kedua sisinya didiamkan selama 48 jam pada suhu ruang dan minimal 6 (enam) jam sebelum pengujian suhu harus dijaga berada pada suhu ruang. Sebelum benda uji dimasukkan kedalam drum mesin Los Angeles terlebih dahulu ditimbang untuk mendapatkan berat sebelum diabrasi (Mo). Selanjutnya benda uji dimasukkan ke drum mesin Los Angeles tanpa bola baja. Mesin Los Angeles kemudian dijalankan dengan kecepatan antara 30-33 rpm sebanyak 300 putaran. Setelah selesai benda uji dikeluarkan dan ditimbang dengan berat setelah abrasi (Mi). Kehilangan berat dapat dihitung sebagai berikut :

III-13

L =

x 100 ..............................................................

(3.15)

Dimana :

Mo = Berat sebelum diabrasi (gram) Mi = Berat setelah diabrasi (gram), dan L = Persentase kehilangan berat (%).

3.11. Pengujian Binder Drain-Down Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui jumlah drain-down yang terjadi pada campuran beraspal yang belum dipadatkan, yaitu selama produksi, pengangkutan dan penempatan campuran (AASHTO T 305). Prosedur pengujian : a. Masukkan sampel ke dalam keranjang besi, dimana sample tersebut tidak boleh dipadatkan, b. c. d. Timbang dan catat berat sample dengan ketelitian 0.1 gram, Timbang wadah dengan ketelitian 0.1 gram, Tempatkan keranjang besi yang berii sample pada wadah dan ukur suhu campuran, e. Masukkan wadah dan keranjang ke dalam oven, sesuai suhu pencampuran selama 1 jam 5 menit, f. Setelah sesuai waktu rencana keluarkan wadah bersama sample dari oven. Timbang wadah dengan ketelitian 0.1 gram. g. Hitung pelelehan dengan rumus : Drainage = x 100

III-14

Dimana : A = Berat wadah setelah pengujian (gram) B = Berat awal wadah sebelum digunakan (gram), dan C = Berat total sample (gram).

3.12. Jumlah Benda Uji Jumlah benda uji dan standar pengujian yang digunakan dalam penelitian ini adalah seperti pada tabel berikut: Tabel 3.2 Jumlah benda uji dan standar pengujian aspal porus

Jenis Pengujian

Kadar Liquid (%)

Kadar Pasir (%) 7 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 60 8 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 60 9 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 60 10 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 60

Standar Pengujian

7 8 Permeabilitas 9 10 11 7 8 Cantabro 9 10 11 7 8 Marshall Test 9 10 11 7 8 Binder Drain- Down 9 Test 10 11 Jumlah Benda Uji

Simposium III FSTPT, ISBN No. 979-96241-0-X

ASTM C-131

SNI-06-2489-1991

AASHTO T 305

III-15