ANALISIS KORELASI ANTARA MARSHALL STABILITY DAN ITS (Indirect Tensile Strength) PADA CAMPURAN PANAS BETON ASPAL.

COLIFAH, COLIFAH (2010)
Abstract

Selama ini, pengujian campuran aspal di laboratorium hampir selalu menggunakan alat Marshall. Hal ini berarti Marshall Stability diindikasikan sebagai kekuatan suatu material. Padahal kenyataan di lapangan, pada saat suatu beton aspal menerima beban kendaraan yang melintas di atasnya, beton aspal akan mendapatkan gaya tekan pada bagian atas dan akan mendapatkan gaya tarik pada bagian bawahnya. Untuk itu kemampuan material dalam menerima gaya tarik perlu diketahui, dalam hal ini dapat menggunakan alat ITS (Indirect Tensile Strength). Dengan mengetahui Korelasi antara nilai Marshall Stability dan ITS (Indirect Tensile Strength) dapat diketahui apakah material yang mempunyai kemampuan memikul gaya tekan besar juga mempunyai kemampuan memikul gaya tarik besar pula.

Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode experiment yang dilakukan di Laboratorium Jalan Raya Jurusan Tenik Sipil UMS. Penelitian ini menggunakan 60 benda uji dengan 10 variasi kadar aspal yaitu: 4,5%; 5%; 5,5%; 6%; 6,5%; 7%; 7,5%; 8%; 8,5%; 9% (30 sampel untuk pengujian Marshall Stability dan 30 sampel untuk pengujian ITS). Setelah nilai Marshall Stability dan ITS diketahui maka dapat diperoleh model matematis dan korelasi antara Marshall Stability dan ITS. Berdasarkan hasil penelitian, dapat disimpulkan bahwa Marshall Stability dan ITS memiliki kadar aspal optimum yang berbeda, pada marshall Stability adalah 6,5% dan ITS adalah 7,5%, dalam hal ini terbagi menjadi 3 zona , yaitu : zona 1 (kadar aspal 4,5%-6,5%), dimana saat nilai Marshall stability naik diikuti dengan kenaikan nilai ITS , zona 2 (kadar aspal 6,5% - 7,5%), dimana saat Marshall stability turun diikuti dengan kenaikan nilai ITS, zona 3 (kadar aspal 7,5%-9%), dimana saat nilai Marshall Stability turun diikuti dengan penurunan nilai ITS, dan terdapat korelasi yang kuat antara Marshall Stability dan ITS (Indirect Tensile Strength) yaitu pada zona 1, zona 2, dan zona 3 secara berurutan adalah sebesar 0,8093, 0,8961, 0,8479, serta didapatkan model matematis sebagai berikut : Zona 1, yaitu: ITS = 0,076(MS) + 28,36 dan MS = 8,521(ITS) – 7,016, Zona 2, yaitu: ITS = -0,023(MS) + 132,8 dan MS = -35,01(ITS) + 4790, Zona 3, yaitu: ITS = 0,356(MS) – 97,87 dan MS = 2,018(ITS) + 342,7 dan mengabaikan zona yaitu: ITS = dan MS = .

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Campuran Panas (Hotmix)
Menurut Sukirman (2003), menyatakan bahwa campuran panas (hotmix)
adalah beton aspal yang material pembentuknya dicampur pada suhu
pencampuran sekitar 140ºC.
B. Beton Aspal
Menurut Sukirman (1992), Beton aspal merupakan salah satu jenis
konstruksi perkerasan lentur (flexible pavement) karena menggunakan aspal
sebagai bahan pengikat antar agregat. Gradasi agregat tersusun beberapa fraksi,
yaitu fraksi kasar, fraksi halus, dan filler.
Menurut Sukirman (2003), menyatakan bahwa karakteristik beton aspal
yang terpenting pada campuran ini adalah stabilitas. Tebal nominal minimum
beton aspal adalah 4 - 6 cm. Lapis beton aspal dibuat melalui proses penyiapan
bahan, pencampuran, pengangkutan penghamparan, serta pemadatan yang benarbenar
terkendali sehingga dapat diperoleh lapisan yang memenuhi persyaratan
yang ditentukan.
Bina Marga (1987), menyatakan bahwa pembuatan lapis beton aspal
dimaksudkan untuk mendapatkan suatu lapisan permukaan pada perkerasan jalan
yang mampu memberikan sumbangan daya dukung yang terukur serta berfungsi
sebagai lapisan kedap air yang dapat melindungi konstrukasi dibawahnya.
Menurut Sukirman (2003), berdasarkan fungsinya beto aspal dapat
dibedakan atas:
1. Beton aspal untuk lapisan aus (wearing course), adalah lapisan
perkerasan yang berhubungan langsung dengan ban kendaraan,
merupakan lapisan yang kedap air, tahan terhadap cuaca, dan
mempunyai kekesatan yang disyaratkan.
2. Beton aspal untuk lapisan pondasi (binder course), adalah lapisan
perkerasan yang terletak di bawah lapisan aus, tidak berhubungan
6
7
langsung cuaca, tetapi perlu memiliki stabilitas untuk memikul beban
lalu lintas yang dilimpahkan melalui roda kendaraan.
3. Beton aspal untuk pembentuk dan perata lapisan aspal beton yang
sudah lama yang pada umumnya sudah aus dan seringkali tidak lagi
berbentuk crown.
Fungsi dari beton aspal adalah :
a) Digunakan sebagai pendukung terhadap beban lalu-lintas.
b) Digunakan sebagai pelindung konstruksi yang berada di bawahnya dari
kerusakan akibat pengaruh air dan cuaca yang selalu berubah.
c) Membuat permukaan jalan menjadi rata.
Sifat dari beton aspal adalah :
1) Tahan terhadap keausan terhadap beban lalu-lintas.
2) Kedap terhadap air.
3) Memiliki kemampuan Struktural.
4) Memiliki stabilitas yang tinggi.
5) Peka terhadap penyimpangan dan pelaksanaan.
Menurut Sukirman (2003), menyatakan bahwa material pembentuk beton
aspal terdiri atas agregat kasar, agregat halus, bahan pengisi (filler) jika diperlukan
dan aspal keras. Bahan-bahan yang akan digunakan harus terlebih dahulu diteliti
kandungannya sesuai dengan spesifikasi yang telah ditentukan. gradasi beton
aspal dapat dilihat dalam Tabel II.1 berikut.
Tabel II.1 Spesifikasi beton aspal.
Saringan Spesifikasi lolos (%)
mm
2,36
1,18
0,600
0,075
No. AC
8
16
30
200
28-58
25,6-31,6
19,1-23,1
4-8
(Sumber: Sukirman,2003)
8
Menurut Sukirman (2003), menyatakan bahwa dalam melakukan
rancangan campuran disesuaikan dengan prinsip dasar metode Marshall
yaitu pemeriksaan stabilitas dan kelelehan (flow), serta analisis kepadatan
dan pori dari campuran padat yang terbentuk. Persyaratan campuran lapis
aspal beton yang sesuai dengan prinsip dasar metode Marshall dapat dilihat
pada Tabel II.2 berikut.
Tabel II.2 Persyaratan Campuran Lapis Aspal Beton.
Sifat Campuran
LL Berat LL Sedang LL Ringan
(2X75 tumb) (2X50 tumb) (2X35 tumb)
Min Maks Min Maks Min Maks
Stabilitas (Kg) 550 - 450 - 350 -
Kelelehan (Flow) (mm) 2 4 2 4,5 2 5
Stabilitas/Flow (KN/mm)
(Marshall Quotient)
2 3,5 2 3,5 2 3
Rongga dalam campur-an
(%) (Void In Total Mix)
3 5 3 5 3 5
Indek Perendaman (%) 75 - 75 - 75 -
(Sumber: Departemen Pekerjaan Umum, 1987)
Jenis lalu lintas yang direncanakan adalah lalu lintas berat dengan jumlah
tumbukan 2 ´75.
C. Properties Marshall Test
Marshall test pertama kali dikembangkan oleh Bruce Marshall dan
dilanjutkan oleh U.S. Corps Enginer. Menurut Sukirman (1992)
Marshall Test atau pengujian Marshall merupakan suatu metode
pengujian untuk mengukur stabilitas dan kelelehan plastis (flow) suatu
campuran beton aspal dengan menggunakan alat Marshall.
Dengan pengujian Marshall tersebut serta setelah diadakan
perhitungan analisa benda uji akan didapat nilai-nilai yang merupakan
spesifikasi sifat Marshall yang merupakan parameter Marshall, antara
lain:
1. Stabilitas, yaitu ketahanan terhadap kelelahan plastis (flow) dari suatu
campuran beton aspal. Nilai stabilitas diperoleh pada saat jarum pengukuran
stabilitas berhenti dan mulai kembali pada posisi semula.
9
2. Flow, yaitu keadaan perubahan bentuk suatu campuran beton aspal (benda uji)
yang terjadi akibat suatu benda sampai batas runtuh, yang dinyatakan dalam
satuan 0,01. Nilai flow ini diperoleh pada saat jarum arloji pada pengukuran
stabilitas mulai berhenti dan mulai turun kembali pada posisi semula dan pada
saat itu pula diperoleh nilai flow yang ditunjukkan oleh jarum pada arloji
kelelahan (flow meter).
3. Density, yaitu nilai yang menunjukkan derajat kepadatan/kerapatan suatu
campuran yang telah dipadatkan
4. Void In The Mix (VITM), yaitu perbandingan volume prosentase rongga
terhadap volume total campuran atau nilai yang menunjukkan rongga dalam
suatu campuran yang dinyatakan dalam persen (%).
5. Void Filled With Asphalt (VFWA), yaitu nilai yang menunjukkan besarnya
rongga yang dapat diisi aspal yang dinyatakan dalam persen (%).
6. Marshall Quotient (MQ), yaitu nilai menunjukkan perbandingan antara nilai
stabilitas dengan nilai flow yang dinyatakan dalam kg/mm, (Bina Marga, 1987)
D. Properties ITS (Indirect Tensile Strength)
Menurut Bsi (british Standarts,2003), dalam pengadaan alat ITS ada ukuran
yang harus dipatuhi. Ukuran tersebut dapat dilihat dalam Tabel II.6 berikut.
Tabel II.3 Persyaratan Ukuran yang Tepat untuk Bidang Muatan
Diameter benda uji,
D(mm)
Lebar bidang muatan,
W(mm)
Beda tinggi maksimal kurva
bidang muatan, h (mm)
100 12.7 0.40
150 19.1 0.61
160 20.0 0.63
(Sumber: British Standart, 2003)
Karena diameter benda uji adalah 100 mm, maka W = 12,7 mm
dan h = 0,40 mm.
Alat ITS yang digunakan dalam tugas akhir ini merupakan modifikasi
dengan alat Marshall yang sudah ada di Laboratorium Teknik Sipil Universitas
Muhammadiyah Surakarta, dan selanjutnya membuat gambar alat ITS yang
10
bidang muatnya sisesuaikan dengan persyaratan ukuran bidang muatan yang
sesuai dengan persyaratan. Sketsa alat ITS dapat dilihat pada Gambar II.1 berikut.
Gambar II.1. Sketsa Gambar Alat ITS
Cara memodifikasinya adalah dengan cara melepas baut pengait antara
beban muatan dengan tumpuannya pada alat Marshall pada bagian atas dan
bawah. Kemudian pasang beban muatan untuk alat ITS pada tumpuan alat
Marshall dengan baut yang sama pula pada bagian atas dan bawah, sehingga
tampaklah seperti Gambar II.1 di atas.
Karena alat ini merupakan modifikasi dengan alat Marshall, cara
memproduksinya sangat mudah, yang pertama dilakukan yaitu mendesain sebuah
beban muatan yang disesuaikan dengan ukuran persyaratan beban muatan yang
dapat dilihat pada Tabel II.7 sebanyak 2 buah. Kamudian membuat lubang baut,
pembuatan lubang baut disesuaikan dengan baut yang digunakan untuk
mengaitkan beban muatan pada alat Marshall karena baut itu pula yang akan
digunakan untuk mengaitkan beban muatan alat ITS pada tumpuan alat Marshall.
Selain diameter lubang baut, uliran baut juga disesuaikan, sehingga beban muatan
dapat mengait dengan sempurna pada tumpuan alat Marshall.
Menurut Bsi (British Standarts, 2003), langkah-langkah untuk menentukan
tes ITS, sebagai berikut.
1. Tekanan disesuaikan dengan perubahan bentuk dari benda uji yaitu 5 cm per
menit.
11
2. Pastikan beban dan benda uji sejajar selama pengujian.
3. Menentukan tinggi dan diameter benda uji.
4. Pastikan tempat untuk menguji benda uji suhunya tetap sehingga seluruh benda
uji pada suhu 25 .
5. Hati-hati dalam menurunkan beban dari tempatnya.
6. Pelan-pelan dalam menurunkan beban puncak dari pengaruh cahaya dengan
melakukan pengujian.
7. Melakukan pengawasan terhadap perubahan bentuk dan menentukan beban
vertikal dari kerusakan benda uji.
E. Analisis Perbedaan Marshall Stability dan ITS
Marshall Stability dimaksudkan untuk menentukan ketahanan (stabilitas)
suatu material untuk menerima beban secara tekan. Biasanya kekuatan material
diindikasikan dengan nilai Marshall Stability yaitu kekuatan suatu campuran aspal
dalam menerima gaya tekan saja. Padahal kenyataan di lapangan, saat suatu
perkerasan jalan menerima beban kendaraan yang melintas di atasnya, material
bagian atas mendapatkan gaya tekan, sedangkan material bagian bawahnya
mendapatkan penyebaran beban dan gaya tarik. Untuk itu perlu diketahui juga
kemampuan material tersebut menerima gaya tarik, untuk mnegetahui kekuatan
material tersebut dalam menerima gaya tarik dengan menggunakan alat ITS
(Indirect Tensile Strength). Peristiwa di lapangan saat lapis perkerasan menerima
beban kendaraan yang melintas di atasnya dapat dilihat pada Gambar V.1 berikut.
Gambar II.2. Peristiwa Saat Lapis Perkerasan Menerima Beban Kendaraan yang
Melintas di Atasnya
Lapis perkerasan
Gaya tekan
Gaya tarik
12
Untuk mengetahui besar gaya yang mampu diterima oleh suatu lapis
perkerasan, maka dapat dilakukan pengujian benda uji di laboratirium yang dapat
diilustrasikan dan dilihat pada Gambar V.2. Marshall Stability dan Gambar V.3.
Indirect Tensile Strength sebagai berikut.
F. Penelitian Sejenis
Kalia Anurag, Feipeng Xiao, and Serji N. Amirkhanian (2008), dalam
penelitiannya yang berjudul “Laboratory investigation of indirect tensile strength
using roofing polyester waste fibers in hot mix asphalt”. Hasil dari eksperimen
menemukan bahwa, secara umum, penambahan dari polyester serabut adalah
diuntungkan dalam meningkatkan kekuatan tarik pada campuran yang
dimodifikasi, meningkatkan kekuatan antara keduanya kondisi basah dan kering,
dan meningkatkan isi kekosongan, isi aspal, berat/beban unit, dan Marshall
stability. Perbedaannya yaitu: dalam penelitian kali ini menggunakan AC (Asphalt
Concrete)sebagai bahan dengan tanpa menambahkan bahan aditive, sedangkan
pada penelitian Kalia Anurag, Feipeng Xiao, and Serji N. Amirkhanian (2008)
menggunakan polyester serabut sebagai bahan aditive. Persamaanya yaitu: samasam
menggunakan alat Marshall dan ITS (Indirect Tensile Strength) sebagai alat
uji benda uji.
a. Gambar II.3. Marshall Stability b. Gambar II.4. Indirect Tensile Strength
Gaya tarik
Benda uji Benda uji
Gaya tekan Gaya tekan
13
Heru Budi Utomol dan Sri Winarni (2005), dalam penelitiannya yang
berjudul “Pemanfaatan Bahan Bekas Galian Lapis Permukaan Jalan Aspal Beton
Dengan Pencampuran Dingin Dan Panas”. Hasil riset menunjukkan bahwa aspal
berisi adalah 7,44% dan terutama stabilitas mempunyai 99,75%. Perbedaannya
yaitu: dalam penelitian kali ini menggunakan jenis lapis perkerasa AC (Asphalt
Concrete)sebagai bahan dengan tanpa menambahkan bahan aditive, sedangkan
peda penelitian Heru Budi Utomol dan Sri Winarni menggunakan bahan bekas
galian lapis permukaan jalan aspal beton dengan pencampuran dingin dan panas.
Persamaannya yaitu: sama-sama menggunakan alat Marshall dan menentukan
karakteristik Marshallnya.
M. Agus Ariawan (2007), dalam penelitiannya yang berjudul “Penggunaan
batu kapur sebagai filler pada campuran Asphalt Concrete Binder Coarse (ACBC)
dengan metode kepadatan mutlak (PRD)”. Perbedaannya yaitu: dalam
penelitian kali ini menggunakan jenis lapis perkerasa AC (Asphalt Concrete)
sebagai bahan dengan tanpa menambahkan bahan tambah, sedangkan pada
penelitian M. Agus Ariawan menggunakan batu kapur sebagai bahan tambah.
Persamaannya yaitu: sama-sama menggunakan alat Marshall dan menentukan
karakteristik Marshallnya.
Sutaryo (2004), dalam penelitiannya yang berjudul “Pengaruh Variasi
Temperatur Pemadatan Terhadap Swat Marshall dan Indeks Stabilitas Sisa
Berdasarkan Spesifikasi Baru Beton Aspal pada Laston (AC-BC) Menggunakan
Jenis Aspal Pertamina dan Aspal Esso Penetrasi 60/70. Perbedaannya yaitu:
dalam penelitian kali ini menggunakan jenis lapis perkerasan AC dengan
menggunakan aspal pertamina dengan penetrasi 60/70, sedangkan pada penelitian
Sutaryo menggunakan Aspal Pertamina dan Aspal Esso Penetrasi 60/70.
Persamaannya yaitu: sama-sama menggunakan alat Marshall dan menentukan
karakteristik Marshallnya.