1

BAB I

PENGENALAN

1.1 PENDAHULUAN

Rangkaian sistem jalan raya adalah merupakan salah satu medium perhubungan yang

mempunyai peranan yang sangat penting dalam menghubungkan sesuatu kawasan

dengan kawasan yang lain selain menjadi salah satu penyumbang utama kepada

peningkatan ekonomi tempatan dan pertumbuhan sosial. Bermula dengan hanya tanah

merah sebagai permukaan jalan, sistem jalan raya terus berkembang dan

bertransformasi kepada struktur yang lebih baik seperti jalan raya berbitumen selari

dengan perkembangan teknologi dan peningkatan kelahiran ahli bijak pandai dalam

menghasilkan rangkaian sistem jalan raya yang lebih baik dan lebih ekonomi dari

semua segi.

Di Malaysia, kebanyakan sistem jalan raya adalah terdiri daripada jalan raya

berbitumen. Dalam pembinaan jalan raya berbitumen, teknik dan kaedah pembinaan

jalan juga memainkan peranan yang sangat penting dalam menghasilkan sesuatu jalan

yang dapat memberikan perkhidmatan yang sempurna. Dengan berkembangnya

rangkaian jalan raya, maka secara tidak langsung ianya menuntut agar kemajuan dan

perkembangan teknologi pembinaan jalan itu sendiri diperbaiki dalam meningkatkan

lagi kualiti pembinaan bagi memberikan keselesaan dan keselamatan terhadap

pengguna jalan raya.

Turapan berbitumen atau konkrit asfalt adalah sejenis turapan yang lazim

digunakan. Ini kerana turapan jenis ini mempunyai jangka hayat yang panjang serta

kebolehkhidmatannya yang tinggi. Rintangan yang agak tinggi terhadap kehausan,

2

kelesuan, kegelinciran dan ubah bentuk permukaan juga merupakan salah satu di

antara faktor mengapa turapan berbitumen ini menjadi pilihan berbanding dengan

turapan yang lain. Hal sedemikian adalah kerana sifat bitumen itu sendiri yang anjal

dan mudah untuk kembali ke bentuk asal apabila beban dikenakan ke atasnya.

1.2 PENYATA MASALAH

Sebagai lapisan permukaan jalan raya, turapan berbitumen yang dibina mestilah bebas

dari segala kemungkinan kegagalan atau kerosakan jalan raya. Sesuatu turapan

berbitumen perlulah mempunyai ketahanlasakan yang tinggi kerana lapisan ini

merupakan satu lapisan yang penting untuk menanggung segala beban yang dikenakan

ke atasnya. Ketahanlasakan turapan konkrit asfalt adalah bergantung kepada

keupayaan bitumen sebagai perekat untuk mengikat agreget supaya dapat

menghasilkan campuran yang stabil dan kukuh.

Campuran berbitumen yang tidak direkabentuk dengan sempurna boleh

menyebabkan kegagalan struktur jalan pra-matang yang disebabkan oleh kekurangan

keupayaan kualiti rekatan bitumen. Di antara kegagalan yang biasa ditemui ialah

penyepaian, kegagalan patah dan ketidakstabilan. Selain itu, kerosakkan pada turapan

anjal yang sering berlaku adalah seperti retakan, ubah bentuk permukaan, kecacatan

permukaan, pengkawahan dan kecacatan pinggir. Masalah-masalah tersebut boleh

menimbulkan ketidakselesaan selain membahayakan keselamatan pengguna jalan raya

itu sendiri.

Oleh itu, dalam menghasilkan sesuatu turapan yang lebih bermutu dan efisen

selain kos pembinaanya yang menjimatkan dan lebih praktikal, beberapa kajian

terhadap kandungan turapan telah dilakukan namun sehingga kini masih belum ada

keputusan yang mencapai tahap yang dikehendaki.

Kajian yang dijalankan ini adalah untuk mendapatkan hasil yang lebih

memberangsangkan dengan menggantikan habuk sabut kelapa sebagai agregat halus

di dalam penyediaan campuran konkrit asfalt. Ini kerana bahan ini sangat mudah

untuk diperolehi dan sangat murah dari segi kosnya.

3

1.3 MATLAMAT DAN OBJEKTIF KAJIAN

Matlamat utama kajian ini dijalankan adalah untuk mengkaji kesesuaian penggunaan

habuk sabut kelapa sebagai pengganti agregat halus di dalam turapan jalan. Bagi

mencapai matlamat ini, kajian yang dijalankan adalah berdasarkan objektif berikut;

Merekabentuk dan menyediakan sampel campuran lazim berbitumen

Menjalankan beberapa ujian ke atas sampel seperti modulus kebingkasan,

ujian rayapan statik dan ujian rayapan dinamik.

1.4 SKOP KAJIAN

Kajian yang dijalankan melibatkan ujian di makmal dengan menggunakan peralatan

dan kemudahan yang disediakan di Makmal Jalanraya. Bitumen dan habuk sabut

kelapa juga diperolehi daripada Makmal Jalanraya. Skop kajian ini hanya tertumpu

pada campuran bergred ACW20 dan penyediaan sampel adalah mengikut kaedah

Marshall. Penggunaan habuk sabut kelapa yang akan menggantikan agregat halus

yang melepasi saiz ayakan 0.075 mm adalah sebanyak 0%, 30%, 60% dan 100% (nilai

peratus dikalikan dengan jumlah agregat halus).

Seterusnya kajian ini dijalankan dengan membandingkan keputusan yang

diperolehi dengan keputusan pengkaji yang lepas yang menggunakan agregat halus

sebagai agregat asal.

1.5 KEPENTINGAN KAJIAN

Sebagaimana yang telah dinyatakan sebelum ini, dalam menghasilkan turapan

berbitumen yang efisien dan ekonomi, beberapa kajian perlu dilakukan dalam mencari

kesesuaian bahan yang boleh memberikan hasil yang efisen dan ekonomi.

Penggunaan habuk sabut kelapa sebagai pengganti agregat halus mungkin

dapat mengurangkan kos pembinaan jalan raya kerana selain ianya mudah didapati,

ianya sangat ekonomi dari segi kosnya. Di samping itu, penggunaan habuk sabut

4

kelapa ini dapat mengimbangi semula kos pembinaan jalan raya yang sentiasa naik

akibat kenaikan harga semasa bagi simen dan agregat sekiranya bahan tersebut boleh

diguna pakai.

Daripada keputusan kajian, langkah-langkah kawalan yang sepatutnya boleh

dicadangkan dan menjadi rujukan kepada pengkaji-pengkaji yang akan datang.

Diharap dengan adanya kajian seumpama ini, penemuan-penemuan yang lebih baru

dapat dikenalpasti sebagai salah satu sumber baru dalam teknologi pembinaan jalan

raya.

5

BAB II

KAJIAN LITERATUR

2.1 PENGENALAN

Pelbagai jenis turapan berbitumen telah digunakan dalam pembinaan jalan dan

lebuhraya baik di negara-negara maju mahupun di negara-negara yang sedang

membangun seperti negara kita, Malaysia. Kini, turapan berbitumen sangat meluas

penggunaannya kerana ianya mempunyai jangka hayat rekabentuk yang panjang

selain berupaya memainkan peranan seperti yang diharapkan pada sesuatu turapan

yang bermutu tinggi.

Ekoran daripada pertambahan beban lalu lintas dari semasa ke semasa, struktur

jalan raya yang direkabentuk hendaklah mempunyai ketahanlasakan dan

kebolehkhidmatan yang tinggi dalam memainkan peranannya sebagai salah satu media

perhubungan yang terpenting. Ketahanlasakan dan kebolehkhidmatan struktur jalan

untuk menanggung beban lalulintas yang tinggi itu juga banyak bergantung kepada

kekuatan, kekukuhan dan juga kestabilan sesuatu turapan jalan.

Faktor utama yang menjamin sesuatu turapan itu boleh berfungsi sepenuhnya

dengan baik adalah bergantung kepada campuran bahan turapan itu sendiri dalam

pembinaan jalan. Campuran bahan turapan yang mengikut spesifikasi yang ditetapkan

sangat memainkan peranan yang penting dalam menyediakan satu permukaan yang

rata serta memberi keselesaan kepada penggunanya disamping mengekalkan ciri-ciri

dan sifat-sifat yang sememangnya perlu ada pada sesuatu turapan jalan itu.

Berdasarkan kajian yang telah dilakukan oleh Nawawi (2005) yang

menggunakan abu kelapa sawit sebagai bahan pengisi dalam campuran panas konkrit

6

berasfalt, hasil yang diperolehinya adalah tidak memuaskan apabila beliau mendapati

kestabilan campuran secara keseluruhan bagi sampelnya adalah menurun dengan

penambahan abu kelapa sawit selain meningkatkan peratus lompang di dalam

sampelnya.

Maka, kajian yang dijalankan ini adalah dengan menggantikan habuk sabut

kelapa sebagai agregat halus di dalam penyediaan campuran konkrit asfalt bagi

membuktikan bahawa penggunaan bahan terbuang seperti sabut kelapa dapat

membantu meningkatkan prestasi turapan berbanding abu kelapa sawit. Selain murah,

ianya juga sangat mudah didapati di mana-mana dan mudah diperolehi pada bila-bila

masa.

2.2 CAMPURAN BERBITUMEN

Campuran berbitumen merupakan suatu campuran yang mengandungi agregat,

bitumen dan juga bahan pengisi yang diikat menjadi suatu campuran yang kukuh dan

biasanya digunakan dalm pembinaan jalan raya boleh lentur. Campuran ketiga-tiga

bahan ini hendaklah mengikut spesifikasi tertentu bagi mendapatkan turapan yang

benar-benar berkualiti, ekonomi dan bermutu tinggi.

Agregat memainkan peranan penting dalam menentukan sifat dan ciri turapan

jalan dalam menyediakan struktur saling-mengunci. Bahan pengikat bitumen

merupakan bahan yang mempunyai sifat visco-elastik yang sangat dipengaruhi oleh

faktor suhu dan juga beban lalu lintas yang tinggi. Bahan pengikat ini bertindak

sebagai perekat di antara partikel agregat dengan lapisan bawah permukaan jalan.

Manakala bahan pengisi akan mengisi rongga-rongga yang terdapat di antara

campuran agregat dan bahan pengikat dalam memberikan kekuatan tambahan dalam

mereka bentuk turapan berbitumen.

2.3 BAHAN-BAHAN CAMPURAN TURAPAN

Bahan-bahan yang lazim digunakan dalam menghasilkan satu campuran konkrit

berasfalt ialah:

7

i. Bitumen – merupakan bahan pengikat untuk mengikat agregat

supaya menghasilkan campuran yang stabil dan kukuh

ii. Agregat – menyediakan struktur saling mengunci, menanggung

beban lalu lintas dan menyalurkannya ke lapisan di

bawah

iii. Bahan pengisi – berfungsi untuk mengisi rongga-rongga yang terdapat

dalam bancuhan dan membaiki ciri kelekitan bitumen

supaya turapan lebih tahan lasak disamping dapat

mengurangkan lelehan

2.3.1 Bitumen

Bitumen merupakan hidrokarbon yang larut di dalam karbon disulfat. Bahan tersebut

lazimnya agak keras pada suhu biasa tetapi lembut dan mengalir apabila dipanaskan.

Apabila dicampurkan bersama agregat dalam keadaan bendalir dan kemudiannya

dibiarkan menyejuk, bitumen tersebut akan mengeras dan mengikat agregat lalu

membentuk satu permukaan turapan (Atkins 2005).

2.3.1.1 Sifat-Sifat Semulajadi Bitumen

Bitumen telah digunakan secara meluas dalam pembinaan jalan raya kerana sifat

semulajadinya yang unik. Di antara sifat-sifat tersebut adalah seperti berikut :-

i. Satu bahan penyimen yang kuat, mudah merekat dan tahan lasak

ii. Merupakan bahan plastik yang mempunyai kebolehlenturan yang terkawal

apabila bercampur dengan agregat

iii. Tidak dipengaruhi oleh kebanyakan asid, alkali dan garam. Ianya hanya boleh

dipengaruhi oleh asid sulfurik dan asid nitrik

iv. Mempunyai sifat kalis air yang tinggi. Ini penting bagi menghalang air larian

permukaan menyusup masuk ke dalam lapisan subgred kerana apabila ianya

berlaku, lapisan subgred tadi akan menjadi tepu dan seterusnya membawa

kepada kegagalan struktur dari menanggung beban lalulintas

8

2.3.1.2 Sumber dan Pengelasan Bitumen

Bitumen boleh diperolehi daripada dua sumber utama iaitu bitumen yang diperolehi

secara semulajadi dan bitumen yang terhasil daripada proses penyulingan petroleum

mentah.

2.3.1.2.1 Bitumen Semulajadi

Bitumen semulajadi merujuk kepada pelbagai jenis bahan bitumen yang boleh

didapati secara semulajadi. Antara sifat-sifat bitumen semulajadi adalah lembut dan

merekat atau keras dan mudah rapuh. Sumber bitumen yang lembut boleh didapati

dari Tasik Trinidad yang mana mengandungi sekitar 54% bitumen manakala bitumen

semulajadi yang keras boleh didapati di dalam liang-liang dalam batuan sedimen

seperti batu kapur dan pasir yang mengandungi kandungan bitumen sekitar 4% hingga

8%. Bitumen semulajadi juga tidak mengandungi kandungan bitumen yang tinggi

berbanding dengan bitumen petroleum.

2.3.1.2.2 Bitumen Petroleum

Bitumen petroleum merupakan bitumen dalam bentuk koloid yang terdapat dalam

petroleum mentah yang terhasil daripada proses penyulingan berperingkat dan

digunakan secara meluas dalam pembinaan jalan (Atkins 2005). Rajah 2.2

menunjukkan carta alir bagi asfalt petroleum.

2.3.1.3 Jenis-Jenis Bitumen

Jenis-jenis bitumen yang sering digunakan dalam pembinaan turapan jalan boleh

diklasifikasikan kepada beberapa jenis iaitu penusukan/simen asfalt, „cutback‟, emulsi

dan tertiup/teroksida.

2.3.1.3.1 Bitumen Gred Penusukan atau Simen Asfalt

Ia merupakan bahan yang sangat likat dan pada suhu bilik ianya berwarna hitam,

melekit dan berkeadaan separa pepejal. Selain itu, ia juga adalah adalah bahan

9

penyimen yang kuat dan tahan lama dengan ciri rekatan dan kalis air yang sangat baik.

Bitumen jenis ini mempunyai rintangan yang tinggi terhadap tindakan kebanyakan

asid, alkali dan garam. Ia mudah dicairkan dengan memanaskannya untuk

dicampurkan bersama agregat bagi membentuk campuran panas dan apabila sejuk,

campuran ini akan membentuk turapan yang sangat kuat dan mampu untuk

menanggung beban lalulintas yang tinggi. Kebiasaannya, ianya digunakan dalam

pembinaan turapan boleh lentur kelas terbaik.

RAJAH 2.1 : Bitumen gred penusukan atau simen asfalt

2.3.1.3.2 Bitumen ‘Cutback’

Bitumen cecair yang terhasil adalah daripada campuran bitumen (50% - 80%) dengan

sejumlah cecair pelarut petroleum bagi merendahkan kelikatan bitumen itu sendiri

supaya dapat digunakan pada suhu yang lebih rendah. Apabila turapan dilakukan atau

dicampurkan dengan agregat, pelarut tadi akan meruap ke udara dan meninggalkan

sisa bitumen pada permukaan. Berdasarkan kepada kadar ruapan, bitumen „cutback‟

ini boleh dibahagikan kepada tiga bahagian iaitu awet cepat, sederhana dan perlahan.

Kebiasaannya, ianya digunakan dalam kerja-kerja pemulihan dan penyelengaraan

jalan raya.

2.3.1.3.3 Bitumen Emulsi

Bitumen ini dihasilkan dengan mencampurkan bitumen (55% - 65%) dengan air dan

bahan emulsi dalam pengisar koloid. Ia bertujuan untuk merendahkan kelikatan

10

bitumen bagi membolehkannya untuk digunakan pada suhu yang lebih rendah. Jenis

emulsi bergantung kepada agen pengemulsi yang digunakan. Terdapat dua jenis

bitumen emulsi yang biasa digunakan iaitu Anionik dan Kationik. Bitumen emulsi

banyak digunakan dalam kerja-kerja pemulihan dan penyelenggaraan jalan raya.

RAJAH 2.2 : Penghasilan bitumen emulsi

2.3.1.3.4 Bitumen Tertiup atau Teroksida

Ia dihasilkan dengan memanaskan bitumen pada suhu tinggi dan udara dialirkan

melalui bitumen tadi yang menjadikannya lebih keras. Biasanya bitumen jenis ini

digunakan untuk kerja bumbung selain kerja-kerja menampal atau mengkedap retakan

yang terbentuk pada turapan konkrit.

Tangki

Asfalt

Panas

Air

+

Bahan

Emulsi

Rotor

Simpanan Simpanan

Simpanan

Pam

11

RAJAH 2.3 : Carta alir asfalt petroleum

Sumber : www.tpub.com 2008

12

Jadual 2.1 di bawah menunjukkan kandungan bahan dalam bitumen.

JADUAL 2.1 : Komposisi bitumen

Bahan Peratus Kandungan (%)

Karbon 80 - 85

Hidrogen 10

Sulfur 1 – 5

Nitrogen 1

Oksigen < 1

Sumber : Nur Atiqah 2007

2.3.1.4 Ujian Ke Atas Bitumen

Bagi memastikan bitumen memenuhi spesifikasi untuk kegunaannya, beberapa ujian

makmal perlu dilakukan ke atasnya. Antara ujian tersebut ialah :-

i. Penusukan (Penetration)

ii. Titik Lembut (Softening Point)

iii. Kemuluran (Ductility)

iv. Titik Kilat Dan Titik Bakar (Flash and Power Point)

v. Kelikatan (Viscosity)

vi. Kehilangan Apabila Dipanaskan (Loss On Heating)

vii. Ketuhar Selaput Nipis (Thin Film Oven Test)

viii. Graviti Tentu (Specific Gravity)

ix. Kebolehlarutan (Solubility)

2.3.1.4.1 Ujian Penusukan (AASHTO T 49-84)

Ujian penusukan merupakan ujian kekonsistenan untuk menentukan kekerasan

bitumen. Penusukan boleh didefinasikan sebagai jarak (dalam 1/10 mm) jarum

piawaian menusuk bahan dalam masa, beban dan suhu yang diketahui. Ujian ini

dijalankan dengan menggunakan jarum piawai di bawah beban 100 gram selama 5

saat pada suhu 25 °C. Unit yang digunakan adalah PEN (1PEN = 0.1 mm). Nilai

penusukan yang tinggi menunjukkan bitumen tersebut adalah lembut dan begitulah

13

sebaliknya. Bitumen yang mempunyai penusukkan yang tinggi sesuai digunakan di

kawasan sejuk untuk mengurangkan keretakan.

2.3.1.4.2 Ujian Titik Lembut (AASHTO T 53-84)

Ujian titik lembut merupakan ujian kekonsistenan yang menentukan suhu di mana

pertukaran fasa berlaku dalam bitumen. Titik lembut boleh didefinasikan sebagai suhu

di mana bitumen tidak berupaya untuk menyokong berat bebola besi dan mula

mengalir. Ujian ini juga dikenali sebagai ujian cincin dan bebola. Dalam ujian ini,

bitumen dipanaskan dan dituang ke dalam sepasang cincin. Selepas disejukkan, cincin

diapungkan dalam bekas berisi air pada suhu 5 °C. Bebola keluli diletakkan di atas

sampel bituen tadi dan air dipanaskan perlahan-lahan. Apabila suhu meningkat,

bitumen mula melembut dan bebola tenggelam ke dalam bitumen dan jatuh melalui

cincin hingga dasar plat yang berada 25.4 mm di bawahnya. Suhu apabila bebola

menyentuh plat diambil sebagai suhu titik lembut bitumen. Ujian titik lembut ini

digunakan bersama ujian penusukan untuk menetukan nilai Indeks Penusukan sesuatu

bitumen. Indeks ini digunakan untuk menganggar ciri „visco-elastic‟ bitumen dan

bancuhan. Ini akan menentukan kesesuaian sesuatu bitumen itu untuk dijadikan

sebagai bahan turapan jalan. Indeks penusukan juga dapat ditentukan berdasarkan

formula di dalam BS 4987.

𝐼𝑃 = (1951.4 – 500 log P – 20 SP)

(50 log P – SP – 120.14)

Biasanya IP di antara -1 dan +1 sesuai digunakan dalam pembinaan jalan.

2.3.1.4.3 Ujian Kemuluran (AASHTO T 51-86)

Ujian kemuluran merupakan ujian bagi menentukan tahap kemuluran sesuatu bitumen.

Kemuluran adalah suatu ciri sesuatu bahan yang membenarkannya mengalami

perubahan bentuk yang besar (memanjang) tanpa putus. Kemuluran boleh

didefinasikan sebagai jarak dalam sentimeter bagi sampel piawai yang boleh ditarik

tanpa putus. Bitumen dipanaskan dan dituang ke dalam acuan khas untuk disejukkan.

Sampel ini kemudiannya direndamkan ke dalam rendaman air pada suhu 25 °C dan

14

ditarik menggunakan mesin kemuluran pada kelajuan 5 cm/minit. Jarak apabila

sampel putus diambil sebagai nilai kemuluran. Kemuluran adalah sifat yang terpenting

bagi bitumen kerana ianya menunjukkan kuasa pengikat bahan tersebut dari

berlakunya retakkan.

2.3.1.4.4 Ujian Titik kilat dan Titik Bakar (AASHTO T 48-84)

Ujian ini merupakan ujian keselamatan bagi bitumen. Apabila bitumen dipanaskan

pada suhu yang tinggi, wap terbebas akan menyambar sekiranya terdapat percikan api

atau sumber api. Titik kilat menunjukkan suhu di mana bitumen dapat dipanaskan

tanpa bahaya berlakunya janaan api dalam kehadiran sumber api terbuka manakala

titik bakar pula menunjukkan suhu di mana bitumen akan mula terbakar. Kaedah yang

biasa digunakan ialah kaedah Mangkuk Terbuka Cleveland iaitu bitumen dimasukkan

ke dalam mangkuk dan suhu dinaikkan secara beransur-ansur. Semasa suhu

meningkat, sumber api kecil dilakukan di atas permukaan bitumen dari semasa ke

semasa. Suhu apabila wap yang terbebas cukup untuk menjanakan kilat, diambil

sebagai titik kilat manakala suhu apabila api menyala selama sekurang-kurangnya 5

saat diambil sebagai titik bakar.

2.3.1.4.5 Ujian Kelikatan

Ujian kelikatan merupakan ujian kekonsistenan untuk menentukan kelikatan bitumen.

Kelikatan didefinasikan sebagai rintangan suatu bendalir untuk mengalir. terdapat dua

jenis kelikatan iaitu kelikatan mutlak atau dinamik dan kelikatan kinematik. Kelikatan

mutlak didefinasikan sebagai nisbah di antara tegasan ricih kenaan dan kadar ricih

yang mana ianya menunjukkan rintangan bendalir untuk mengalir, lazimnya disebut

kelikatan bendalir. Manakala kelikatan kinematik didefinasikan sebagai rintangan

bendalir untuk mengalir di bawah tindakkan graviti. Ujian ini dijalankan dengan

menggunakan kapilari vakum yang diletakkan dalam rendaman air pada suhu 60 °C.

Bitumen dimasukkan hingga ke garisan yang ditandakan dan dibiarkan tetap pada

suhu rendaman selama masa yang ditetapkan. Hujung kecil tiub disambungkan kepada

vakum dan masa untuk bitumen bergerak di antara dua titik diambil. Masa yang

diambil didarabkan dengan faktor kalibrasi kapilari vakum untuk mendapatkan nilai

kelikatan dalam unit Poises (1 Poises = 1 gram/cm.s = 0.1 Pa.s). Kelikatan kinematik

15

boleh dikira daripada hasil bahagi kelikatan mutlak dibahagikan dengan graviti tentu

bitumen pada suhu yang sama, dalam unit sentistokes (1 cS = 1 mm²/s).

𝐾𝑒𝑙𝑖𝑘𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑀𝑢𝑡𝑙𝑎𝑘 𝑃𝑜𝑖𝑠𝑒𝑠 = 𝐾𝑒𝑙𝑖𝑘𝑎𝑡𝑎𝑛 𝐾𝑖𝑛𝑒𝑚𝑎𝑡𝑖𝑘 𝑆𝑡𝑜𝑘𝑒𝑠 × 𝐺𝑟𝑎𝑣𝑖𝑡𝑖 𝑇𝑒𝑛𝑡𝑢

2.3.1.4.6 Ujian Kehilangan Apabila Dipanaskan (AASHTO T 47-83)

Ujian ini merupakan ujian kemeruapan untuk menentukan peratus kehilangan (bahan

meruap) dalam bitumen bila ianya dipanaskan. Sampel bitumen berjisim 50 gram

dimasukkan ke dalam piring leper dan diletakkan di atas para berputar pada kelajuan 5

hingga 6 rpm dalam ketuhar dan dipanaskan pada suhu 163 °C selama 5 jam. Di akhir

ujian, sampel disejukkan, ditimbang dan peratus jisim yang hilang berdasarkan jisim

asal ditentukan.

2.3.1.4.7 Ujian Ketuhar Selaput Nipis (AASHTO T 47-83)

Bitumen mengalami masalah penuaan jangka pendek (pengerasan) yang banyak

apabila dicampurkan dengan aggregat panas di dalam loji bancuhan. Sebenarnya

penuaan jangka panjang akan berterusan sepanjang hayat turapan oleh tindakan

persekitaran dan lain-lain faktor. Maka, ujian ketuhar selaput nipis digunakan untuk

menganggarkan keadaan penuaan jangka pendek yang berlaku pada bitumen di loji

bancuhan. Ujian ini dilakukan dengan menyediakan sampel yang dipanaskan seperti

Ujian Kehilangan Apabila Dipanaskan. Di akhir ujian, sampel dituang ke dalam bekas

yang sesuai untuk ujian selanjutnya seperti penusukan, kelikatan dan sebagainya.

spesifikasi lulus ujian biasanya menyatakan nilai penusukan dan kelikatan yang

diperlukan selepas bitumen dipanaskan.

2.3.1.4.8 Ujian Graviti Tentu (AASHTO T 228-85)

Graviti tentu bitumen didefinasikan sebagai nisbah jisim pada isipadu tertentu bahan

pada suhu tertentu terhadap air pada isipadu dan suhu yang sama. Graviti tentu boleh

ditentukan dengan menggunakan hydrometer, anjakan atau piknometer. Oleh kerana

graviti tentu berbeza mengikut suhu, maka nilai graviti tentu dinyatakan sebagai

16

graviti tentu pada suhu ujian. Contohnya graviti tentu 1.02 pada 25 °C. Graviti tentu

bitumen pepejal boleh ditentukan samada dengan menggunakan kaedah anjakan atau

piknometer. kaedah mencari graviti tentu menggunakan piknometer adalah seperti

berikut; jisim piknometer kosong diambil dan dicatatkan sebagai A. Piknometer

dipenuhkan dengan air dan jisimnya diambil sebagai B. Penuhkan 1/3 piknometer

dengan bitumen dan jisimnya diambil sebagai C. Penuhkan piknometer berisi bitumen

tadi dengan air dan direkodkan sebagai D. Graviti tentu dikira seperti berikut :-

𝑆𝐺 = (𝐶 − 𝐴)

[ 𝐵 − 𝐴 − 𝐷 − 𝐶 ]

2.3.1.4.9 Ujian Kebolehlarutan (AASHTO T 44-85)

Ujian ini merupakan ujian untuk menentukan peratus kebolehlarutan bitumen dalam

trichloroethylene. Bitumen yang diketahui jisimnya dilarutkan dalam trichloroethylene

(karbon disulfide biasanya tidak digunakan kerana mudah terbakar dan untuk tujuan

keselamatn) kemudian ditapis melalui penapis gentian kaca. Bahan tak larut yang

tertahan pada penapis kemudiannya dibasuh, dikeringkan dan ditimbang. Bahan tak

larut merupakan bahan tidak tulen yang terdapat dalam sampel bitumen. Spesifikasi

menyatakan peratus kebolehlarutan minimum bagi bitumen.

2.3.2 Agregat

Agregat merupakan bahan asas dalam pembinaan turapan berbitumen. Agregat

berperanan sebagai penanggung beban lalu lintas dari permukaan jalan dan

menyalurkannya kepada lapisan bawah. Agregat biasanya digunakan bersama bahan

pengikat seperti simen dan asfalt dalam menghasilkan turapan jalan yang mempunyai

kebolehtahanlasakan yang tinggi.

2.3.2.1 Proses Pembentukan Agregat

Agregat merupakan batuan yang wujud secara semulajadi. Kewujudan agregat secara

semulajadi terhasil daripada proses-proses tertentu seperti proses endapan, igneous

dan metamorfik. Terdapat juga agregat dari jenis yang lain seperti agregat ringan dan

17

slag. Agregat ringan terhasil daripada proses pembakaran tanah liat manakala slag

terhasil dari proses pembakaran besi. Berikut adalah proses-proses pembentukan

agregat :-

2.3.2.1.1 Endapan

Batuan endapan adalah batuan yang terbentuk dari mendapan kelodak batu atau sisa-

sisa bukan organik berjuta-juta tahun dahulu atau melalui pengkristalan bahan larutan

mineral. Mineral utama yang terkandung dalam batuan ini adalah seperti kapur

(calcareous), silica (siliceous) atau lempungan (argillaceous). Contoh batuan yang

terbentuk melalui proses sedimen adalah lempung, batu pasir dan batu kapur.

2.3.2.1.2 Igneous

Batuan igneous terbentuk hasil penyejukan magma. Kebanyakan batuan ini bersifat

telus seperti Kristal. Batuan ini boleh diklasifikasikan kepada tiga kumpulan

bergantung kepada kadar kandungan silika di dalamnya iaitu berasid (>66% silika),

pertengahan (55-66% silika) dan bes (<55% silika). Contoh batuan igneous ialah

granit (asid), gabro (pertengahan) dan basalt (bes). Saiz bagi batuan halus adalah

kurang daripada 0.20 mm manakala batuan kasar melebihi 2.00 mm.

2.3.2.1.3 Metamorfik

Batuan metamorfik adalah batuan yang terbentuk hasil daripada tindakan suhu atau

tekanan yang terlalu tinggi ke atas batuan endapan dan juga batuan igneous yang

menyebabkan struktur mineral di dalam kedua-dua batuan berkenaan berubah. Batuan

metamorfik ini juga mempunyai sifat yang sama seperti batuan igneous iaitu bersifat

kristal. Contoh batuan metamorfik ialah honfels, kuarza dan syis.

2.3.2.1.4 Kelikir

Batuan kelikir terbentuk hasil daripada pecahan batu asli atau purba. Biasanya batuan

ini mengalami tindakan daripada air ataupun sungai. Sebelum ianya dijadikan bahan

18

dalam turapan, batuan ini diperlukan dalam keadaan terhancur dalam campuran asfalt

panas (“Hot Mix Asphalt”, HMA).

2.3.2.1.5 Pasir

Pasir adalah terbentuk hasil daripada pecahan terakhir batuan. Unsur utama dalam

pasir ialah kuartz. Biasanya, ia dipanggil pasir sekiranya ia melepasi saiz ayakan 8

hingga 200. Kandungan pasir biasanya terdiri dari tanah liat ataupun lumpur. Pasir

biasanya perlu dibasuh sebelum dijadikan salah satu bahan turapan.

2.3.2.1.6 Slag

Slag merupakan salah satu keluaran sampingan ataupun buangan daripada keluli,

tembaga atau tin. Sifat fizikal slag ialah berkaca atau sesarang lebah. Slag mempunyai

rintangan yang tinggi terhadap perubahan yang tidak menentu tetapi mempunyai sifat

penyerapan yang tinggi. Slag yang biasanya diguna dalam pembinaan jalan adalah

“blast furnace slag” iaitu hasil dari industri keluli.

RAJAH 2.4 : Fasa kitaran batuan

Sumber : http://topex.ucsd.edu 2008

19

2.3.2.2 Sifat Kimia dan Mineralogi Agregat

Mineral seperti silika, karbonat, dan tanah liat banyak di dalam agregat. Mineral-

mineral seperti ini banyak memberi kesan sekaligus memberikan gambaran terhadap

struktur sebenar binaan yang hendak dilaksanakan. Kesan kimia agregat turut

mempengaruhi struktur binaan jalan. Antara kesan kimia yang kerap terjadi ialah

kakisan terhadap konkrit berasfalt dan kebolehpadatan dengan agen anti penanggal.

Sifat kimia permukaan agregat juga penting untuk menentukan ketahanan terhadap

lekatan dan pemindahan lapisan konkrit berasfalt oleh air melibatkan interaksi

fizikimia, bergantung kepada mineralogi dan komposisi kimia.

2.3.2.3 Sifat Fizikal Agregat

Sifat fizikal agregat biasanya dilihat dari segi saiznya. Agregat yang lazim digunakan

dalam campuran turapan jalan dibahagikan mengikut saiz iaitu :-

i. Agregat kasar yang tertahan pada ayak saiz 2.36 mm (batu hancur terayak)

ii. Agregat halus yang melepasi ayak saiz 2.36 mm tetapi tertahan pada ayak

75μm (pasir pantai, pasir darat, pasir lombong)

iii. pengisi iaitu serbuk halus yang melepasi ayak 75μm (serbuk batu, serbuk batu

kapur, simen Portland)

Di antara ciri-ciri penting yang perlu ada pada agregat untuk turapan ialah :-

i. Kekuatan – agregat yang kuat penting bagi menahan tindakan

jentera pembinaan dan beban lalulintas yang dikenakan ke atasnya

ii. Ketahanan – agregat yang mempunyai daya tahan yang tinggi penting

supaya ianya tidak mudah pecah, merekah atau berkeping di bawah tindakan

cuaca yang sering berubah-ubah

iii. Bentuk dan tekstur permukaan yang baik – bentuk tekstur yang baik

dapat memberi kekuatan dan kestabilan melalui sifat saling mengunci dan

rintangan terhadap anjakan

iv. Kebersihan dan ketulenan – ciri ini penting bagi memastikan

keseragaman dan kualiti campuran dikekalkan

20

v. Penyerapan yang rendah – penyerapan yang rendah memudahkan

kerja pengeringan dan pencampuran serta mengelakkan bahan pengikat dari

tertanggal

vi. Tahan gilap – ciri ini memastikan turapan mempunyai rintangan

gelinciran yang mencukupi dan tidak mudah tergilap

vii. Penggredan yang baik – penggredan yang baik dapat memastikan

campuran mempunyai taburan saiz yang pelbagai bagi mengekalkan kekuatan

turapan

2.3.2.3 Ujian Ke Atas Agregat

Bagi memastikan agregat yang bakal digunakan sesuai untuk dijadikan bahan turapan,

beberapa ujian perlu dilakukan seperti :-

i. Nilai Penghancuran Agregat (Aggregate Crushing Value)

ii. Nilai Sepuluh Peratus Halus (Ten Percent Fine Value)

iii. Nilai Hentaman Agregat (Aggregate Impact Value)

iv. Nilai Lelasan Los Angeles (Los Angeles Abrasion Value)

v. Ketahanan (Soundness)

vi. Indeks Kepingan (Flakines Index)

vii. Indeks Panjangan (Elongation Index)

viii. Graviti Tentu Dan Serapan Air (Specific gravity And Water Absorption)

ix. Salutan Dan Tanggalan (Coating And Stripping)

x. Nilai Penggilapan Batu (Polished Stone Value)

xi. Analisis Ayakan (Sieve Analysis)

A Nilai Penghancuran Agregat [ACV (BS 812 : Part 110 : 1990)]

Objektif ujian ini adalah untuk menentukan kekuatan (rintangan terhadap

penghancuran) agregat di bawah beban mampatan yang dikenakan secara perlahan-

lahan. Saiz yang biasa digunakan adalah agreget lulus ayak 14 mm dan tertahan 10

mm. Agregat dimasukkan ke dalam acuan dalam tiga lapisan di mana untuk setiap

lapisan dihentak dengan rod sebanyak 25 kali. Agregat tersebut kemudiannya

21

dimasukkan ke mesin pemampat selama 10 minit dan dikenakan mampatan sebesar

400kN. Setelah selesai proses mampatan, agregat diayak dengan ayak bersaiz 2.36

mm dan jisim yang melepasi ayak (agregat yang hancur) ditentukan.

𝐴𝐶𝑉 = 𝐽𝑖𝑠𝑖𝑚 𝑙𝑢𝑙𝑢𝑠 𝑎𝑦𝑎𝑘 2.36𝑚𝑚

𝑎𝑠𝑎𝑙 × 100%

B Nilai Sepuluh Peratus Halus [TFV (BS 812 : Part 111 : 1990)]

Objektif ujian ini adalah untuk menentukan kekuatan agregat di bawah beban

mampatan di mana beban untuk menghancurkan 10% daripada agregat akan dikira.

Sampel disediakan seperti ujian ACV. Kemudiannya dimasukkan ke dalam mesin

pemampat untuk menghancurkan kira-kira 10% agregat. Nilai beban dicatat dan

peratus agregat yang melepasi ayak 2.36 mm boleh ditentukan. Nilai beban untuk

menghancurkan 10% boleh ditentukan daripada rumus seperti di bawah dengan syarat

peratus hancur hasil daripada ayakan berada dalam julat 7.5% - 12.5%.

𝑇𝐹𝑉 = 14 𝑓

4 + 𝑦

di mana, 𝑓 = beban yang dikenakan

𝑦 = peratus hancur

C Nilai Hentaman Agregat [AIV (BS 812 : Part 112 : 1990)]

Objektif ujian ini adalh untuk menentukan rintangan agregat terhadap beban

hentaman. Saiz yang biasa digunakan ialah lulus ayak 14 mm dan tertahan 1 mm.

Agregat dimasukkan ke dalam acuan dalam satu lapisan kemudian dihentak sebanyak

25 kali dengan rod. Jisim agregat yang digunakan dicatatkan. Tukul yang berjisim di

antara 13.5 hingga 14.0 kg dilepaskan dari ketinggian 380 mm sebanyak 15 kali

hentaman ke atas agregat. Setelah selesai proses hentaman, agregat diayak dengan

ayak bersaiz 2.36 mm dan jisim agregat yang melepasi ayak (hancur) ditentukan.

22

𝐴𝐼𝑉 = 𝐽𝑖𝑠𝑖𝑚 𝑙𝑢𝑙𝑢𝑠 𝑎𝑦𝑎𝑘 2.36𝑚𝑚

𝑎𝑠𝑎𝑙 × 100%

D Nilai Lelasan Los Angeles [LAAV (ASTM C : 131-89)]

Objektif kajian ini adalah untuk menilai kekuatan agregat di bawah kombinasi

tindakan lelasan, pergeseran, hentakan dan kisaran di dalam tong dram keluli.

Sejumlah agregat yang berlainan saiz dimasukkan ke dalam tong dram beserta

bilangan bola keluli yang ditetapkan. Dram diputarkan sebanyak 500 pusingan.

Setelah selesai, agregat diayak dengan ayak bersaiz 1.70 mm dan jisim yang melepasi

ayak (agregat hancur) ditentukan.

𝐿𝐴𝐴𝑉 = 𝐽𝑖𝑠𝑖𝑚 𝑙𝑢𝑙𝑢𝑠 𝑎𝑦𝑎𝑘 1.70𝑚𝑚

𝑎𝑠𝑎𝑙 × 100%

E Ketahanan [AASHTO T : 104]

Objektif ujian ini dijalankan adalah untuk menentukan ketahanan (rintangan terhadap

penyepaian/peluluhan) agregat di bawah tindakan larutan tepu sodium atau

magnesium sulfat. Agregat yang berlainan saiz dibasuh dan dimasukkan ke dalam

ketuhar untuk dikeringkan. Kemudian agregat tersebut direndamkan di dalam larutan

sodium atau magnesium sulfat selama 16 hingga 18 jam. Setelah itu, agregat

dikeluarkan dari larutan dan dikeringkan di dalam ketuhar pada kepanasan 105 °C

sebelum disejukkan pada suhu bilik. Langkah tersebut diulangi semula sebanyak 5

kali. Setelah cukup 5 kali, agregat dibasuh dan dikeringkan. Agregat yang telah kering

diayak mengikut saiz ayak yang telah ditentukan dan jisim agregat yang tertahan pada

ayak ditimbang.

𝐾𝑒𝑡𝑎𝑕𝑎𝑛𝑎𝑛 = 𝐽𝑖𝑠𝑖𝑚 𝑙𝑢𝑙𝑢𝑠 𝑎𝑦𝑎𝑘

𝑎𝑠𝑎𝑙 × 100%

F Indeks Kepingan [FI (BS 812 : Section 105.1 : 1989)]

Objektif ujian ini dijalankan adalah untuk menentukan peratus agregat yang leper atau

berkeping. Agregat diklasifikasikann sebagai leper apabila ketebalan kurang daripada

23

0.6 saiz purata. Agregat yang diuji ialah agregat yang bersaiz di antara 63 mm hingga

6.3 mm. Agregat diayak mengikut saiz yang ditentukan dan jisim saiz setiap saiz

dicatatkan. Setiap saiz agregat diuji dengan memasukkannya melalui slot yang

berkaitan dan jisim agregat yang melepasi slot tersebut diambil. Agregat yang

melepasi slot ini adalah agregat yang leper.

𝐹𝐼 = 𝐽𝑖𝑠𝑖𝑚 𝑚𝑒𝑙𝑒𝑝𝑎𝑠𝑖 𝑠𝑙𝑜𝑡

𝑎𝑠𝑎𝑙 × 100%

G Indeks Panjangan [EI (BS 812 : Part 1 : 1975)]

Objektif ujian ini dilakukan terhadap agregat adalah untuk menentukan peratusan

agregat yang panjang. Agregat diklasifikasikan sebagai panjang apabila ukuran

dimensi terpanjangnya lebih daripada 1.8 panjang puratanya. Agregat yang perlu diuji

adalah agregat yang bersaiz di antara 63 mm hingga 6.3 mm. Agregat diayak dahulu

mengikut saiz yang ditentukan dan jisim setiap saiz diambil. Setiap saiz agregat diuji

dengan memasukkannya melalui slot yang berkaitan dan jisim agregat yang tertahan

pada slot tersebut diambil. Agregat yang tertahan pada slot ini adalah agregat yang

panjang.

𝐸𝐼 = 𝐽𝑖𝑠𝑖𝑚 𝑡𝑒𝑟𝑡𝑎𝑕𝑎𝑛 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑠𝑙𝑜𝑡

𝑎𝑠𝑎𝑙 × 100%

H Graviti Tentu Dan Serapan Air [SG&WA (BS 812 : Part 2 : 1975)]

Objektif ujian ini dilakukan adalah untuk mengukur kekuatan dan mutu bahan dengan

menentukan ketumpatan bandingan dan keliangan sesuatu agregat. Agregat yang

mempunyai graviti tentu yang tinggi biasanya adalah kuat. Sekiranya serapan air

sesuatu agregat tinggi, ini menunjukkan keliangan tinggi yang mana akan memerlukan

kandungan pengikat yang tinggi, seterusnya akan meningkatkan kos pembuatan jalan.

Agregat dibasuh dan direndam dalam air suling selama 24 jam. Di akhir rendaman,

agregat ditimbang di dalam air, jisimnya dicatatkan sebagai C. Seterusnya agregat

dikeluarkan dan permukaan luarnya dikeringkan menjadikan agregat dalam keadaan

tepu kering permukaan. Jisim agregat tersebut dicatitkan sebagai B. Kemudian agregat

24

tersebut dimasukkan ke dalam ketuhar dan dikeringkan selama 24 jam dan ditimbang.

Jisim agregat kering direkodkan sebagai A.

𝑊𝐴 = 𝐵 − 𝐴

𝐴× 100%

𝑆𝐺 𝑝𝑢𝑘𝑎𝑙 =𝐴

𝐵 − 𝐶

I Salutan dan Tanggalan [AASHTO T : 182]

Objektif ujian ini dilakukan adalah untuk menentukan lekatan lapisan bahan pelekat

pada permukaan agregat dengan kehadiran air. Terdapat dua jenis agregat iaitu

fidrofilik dan fidrofobik. Agregat fidrofilik sukar disalut oleh bitumen manakala

agregat hidrofobik mudah disalut bitumen. Caranya, agregat dan bitumen dipanaskan,

kemudiannya digaul pada suhu yang sesuai. Selepas digaul, agregat direndam di

dalam air suling selama 16 hingga 18 jam. Di akhir masa rendaman, semasa campuran

agregat-bitumen masih berada dalam air, jumlah luas permukaan agregat yang masih

tersalut bitumen dianggarkan samada melebihi atau kurang daripada 95%.

J Nilai Penggilapan Batu [PSV (BS 812 ; Part 14 : 1989)]

Ujian ini hanya dijalankan terhadap agregat yang akan digunakan untuk lapisan haus.

Nilai penggilapan batu akan memberikan gambaran tentang rintangan agregat

terhadap tindakan penggilapan oleh tayar kenderaan di bawah keadaan sama seperti

yang berlaku di atas jalan sebenar. Ujian ini dilakukan dalam tiga peringkat iaitu

penyediaan sampel, penggilapan sampel dan pengukuran rintangan gelincir.

i Penyediaan sampel

Tiga set sampel perlu disediakan di mana setiap set mengandungi 4 spesimen. Bagi

setiap spesimen, aggregat bersaiz nominal 10 mm disusun ke dalam acuan dan

dilekatkan dengan menggunakan bancuhan mortar simen-pasir (epoxy resin). Setiap

spesimen mestilah mengandungi antara 35 hingga 50 butir agregat. Dua spesimen

25

kawalan menggunakan aggregat dari Enderby Quarry juga perlu disediakan. Semua

spesimen perlu diawetkan sebelum langkah seterusnya dijalankan.

ii Pengilapan sampel

Penggilapan spesimen dilakukan dengan menggunakan mesin penggilap (polishing

machine). 14 spesimen dilekatkan pada roda berdiameter 406 mm dan akan

bersentuhan dengan roda getah berdiameter 200 mm yang dibebankan dengan beban

seberat 390 kN. Roda berkenaan diputarkan pada kelajuan 315 ke 325 ppm dan dalam

masa yang sama, air dan penggilap berbutir disuapkan selama 3 jam pada kadar 20 ke

35 gram/minit. Setelah 3 jam, sampel dibasuh dan mesin penggilap dibersihkan.

Seterusnya penggilapan disambung dengan menyuapkan air dan penggilap halus

selama 3 jam pada kadar 2 ke 4 gram/minit. Spesimen dikeluarkan dan dibasuh

dengan air serta semua bahan penggilap yang terlekat di celah agregat diberus keluar.

iii Pengukuran rintangan gelinciran

Ujian rintangan gelinciran dijalankan ke atas semua spesimen dengan menggunakan

penguji rintangan gelincir. Permukaan spesimen dan getah gelangsar dibasahkan

dengan air. Pendulum dibebaskan dan bacaan penunjuk dicatatkan. Prosedur yang

sama diulang sebanyak lima kali bagi setiap spesimen dan tiga bacaan terakhir

dipuratakan bagi setiap spesimen. Nilai penunjuk ditukarkan kepada nilai PSV sebenar

dengan menggunakan jadual yang dikhaskan.

iv Analisis Ayakan [(BS 1377 : Part 2 : 1990)]

Objektif ujian ini dijalankan adalah untuk menentukan taburan saiz iaitu penggredan

agregat yang hendak digunakan dalam turapan jalan. Had penggredan bergantung

kepada tujuan kegunaan agregat tersebut dan ia memberi kesan terhadap mutu dan kos

turapan. Ujian ini juga dilakukan untuk memastikan taburan saiz agregat berada di

dalam had yang ditentukan. Taburan saiz akan mempengaruhi ciri-ciri penting dalam

campuran panas berbitumen seperti kekukuhan, kestabilan, ketahanlasakan,

kebolehtelapan, kebolehkerjaan, rintangan lesu, rintangan gelinciran dan rintangan

terhadap kerosakan akibat lembapan. Sampel dipastikan mencukupi dengan merujuk

26

kepada jadual jisim minimum. Sampel dibahagikan melalui kaedah penyukuan supaya

sampel yang diuji mewakili taburan bahan sebenar. Ayakan boleh dilakukan samada

secara kering atau basah. aggregat diayak mengikut saiz ayak yang ditentukan samada

secara manual atau menggunakan penggetar. Jisim agregat yang tertahan pada setiap

saiz ayak diambil. Jisim tertahan pada ayak diambil dan peratusannya dikira.

2.3.3 Bahan Pengisi

Bahan pengisi boleh ditakrifkan sebagai zarah halus dalam debu dengan lulus ayak

200 (75 μm). Ia merupakan salah satu komponen yang penting dalam campuran

berbitumen. Antara sifat penting yang diperlukan daripada sesuatu bahan pengisi ialah

kebersihan dan keaslian, kehalusan dan afiniti terhadap bitumen. Lazimnya, fungsi

bahan pengisi di dalam campuran ialah untuk meningkatkan ikatan antara bitumen

dengan agregat, mengisi rongga atau lompang-lompang yang terdapat dalam

campuran turapan dan meningkatkan kestabilan dan menghasilkan spesifikasi untuk

penggredan agregat. Terdapat pelbagai bahan boleh digunakan sebagai pengisi dalam

campuran berbitumen. Antara bahan yang selalu digunakan adalah serbuk batu kapur,

kapur terhidrat dan simen Portland. Bahan-bahan yang digunakan sebagai pengisi

mestilah mengandungi sifat-sifat seperti kebersihan dan keaslian, kehalusan dan juga

afiniti terhadap bitumen.

2.3.3.1 Penggredan Bahan Pengisi

Bahan pengisi perlu digredkan seperti agregat untuk mengetahui saiz ayak dan peratus

lulus yang dibenarkan. Jadual 2.2 di bawah menunjukkan saiz bahan pengisi

berdasarkan saiz ayak yang dilepasi.

JADUAL 2.2 : Penggredan bahan pengisi

Saiz Ayak

(mm)

Peratus Lulus

(%)

0.600 (No. 30) 100

0.300 (No. 50) 95 - 100

0.075 (No. 200) 70 - 100

27

2.3.3.2 Kesan Penggunaan Bahan Pengisi

Terdapat beberapa kesan penggunaan bahan pengisi terhadap turapan berbitumen

berdasarkan jenis dan kadar campurannya. Antaranya adalah seperti berikut :-

A Kesan Ketahanlasakan

Dalam ujian ketahanlasakan, bahan pengisi didapati dapat mengurangkan kesan

terhadap luluhawa. Ini akan dapat menguatkan ketahanan sesuatu campuran.

B Kesan Ubah Bentuk

Kesan ini adalah kesan efektif saiz liang berkaitan dengan kehalusan bahan pengisi.

Lebih halus bahan pengisi, maka lebih kecil saiz liang. Kebiasaannya, ketumpatan

bahan pengisi yang tinggi mempunyai ikatan yang rendah.

C Kesan Keupayaan

Kesan terhadap keupayaan tegangan menunjukkan kandungan pengisi yang digunakan

adalah rendah dan menyebabkan keupayaan tegangan menjadi rendah pada lapisan

permukaan jalan raya. sifat keanjalan lapisan permukaan akan dapat ditingkatkan.

Kesan ini turut bergantung kepada jenis bahan pengisi yang digunakan.

D Kesan Terhadap Nilai Ujian Marshall

Dalam ujian Marshall terhadap kestabilan, sekiranya kandungan bahan pengisi

bertambah, maka kandungan optimum perekat semakin rendah dan nilai kestabilan

akan meningkat.

2.3.3.3 Habuk Sabut Kelapa Sebagai Bahan Pengisi

Dalam kajian ini, habuk sabut kelapa digunakan sebagai bahan pengisi menggantikan

agregat halus. Kebiasaanya sabut kelapa dididihkan terlebih dahulu sebelum boleh

digunakan dalam campuran bitumen (Ya‟acob 2007) bagi mengurangkan kandungan

28

organism yang boleh menyerang sabut kelapa selepas tempoh tertentu selain untuk

membersihkannya. Kemudian, sabut kelapa akan dikeringkan bagi mengelakkan

kewujudan air yang boleh mengurangkan daya rekatan campuran berbitumen yang

dibuat. Sabut kelapa mempunyai kekuatan lentur dan ketahanan yang tinggi

berbanding bahan pengisi yang lain.Ia mampu untuk menanggung beban lalu lintas

yang tinggi terhadap turapan berbitumen sekiranya ianya ditambahkan ke dalam

campuran berbitumen. Jadual 2.3 di bawah menunjukkan ciri-ciri bagi sabut kelapa.

JADUAL 2.3 : Ciri-ciri sabut kelapa

Parameter Nilai

Diameter (mm) 0.11 - 1.06

Panjang (mm) 37.0 - 250

Penyerapan Air (%) 150 - 190

Kekuatan Tegangan (N/mm²) 106

Sumber : Diolah daripada Ya‟acob (2007)

2.4 KAJIAN LEPAS

Berdasarkan kepada kajian-kajian lepas seperti kajian yang telah dijalankan oleh

Nawawi (2005) yang menggunakan abu kelapa sawit sebagai bahan pengisi dalam

campuran panas konkrit berasfalt, beliau telah mendapati di akhir kajiannya bahawa

penggunaan abu kelapa sawit adalah tidak sesuai digunakan sebagai bahan pengisi

dalam campuran panas konkrit berasfalt. Ini kerana, daripada keputusan yang

diperolehinya, prestasi campuran yang tidak mengandungi abu kelapa sawit adalah

lebih baik dari campuran yang ditambah dengan abu kelapa sawit.

Berlainan dengan Ya‟acob (2007), kajian beliau yang menggunakan bahan

tambah sabut kelapa sawit untuk mengkaji kesan cuaca & penuaan bagi campuran

berbitumen telah mencapai objektifnya. Ini kerana berdasarkan kepada graf yang

diperolehi, beliau dapat menilai sejauh mana kesan cuaca dan proses penuaan terhadap

campuran bitumen dengan sabut kelapa. Walaubagaimanapun, beliau turut

menyatakan bahawa bahan tambah lain perlu dicampurkan bersama untuk mengatasi

masalah pelompangan yang ada akibat penggunaan sabut kelapa sebagai bahan

tambah.

29

Bagi kajian yang dilakukan oleh Saeed Ghaffarpour Jahromi & Ali Khodaii

(2008) yang menggunakan gentian karbon dalam memperkukuhkan turapan konkrit

mendapati bahawa dengan penambahan gentian yang baik akan meningkatkan lagi

kestabilan struktur dan lompang serta mengurangkan nilai aliran.

30

BAB III

METODOLOGI

3.1 PENGENALAN

Bahagian ini membincangkan kaedah dan pendekatan yang digunakan bagi

memastikan pemahaman yang lebih mendalam mengenai projek serta perlaksanaan

projek yang baik. Rajah 3.1 di bawah menunjukkan secara ringkas metodologi kajian

yang dijalankan ini.

RAJAH 3.1 : Carta alir metodologi kajian

Sebelum kajian secara terperinci dijalankan, kajian mengenai bahan yang

digunakan adalah perlu bagi memastikan bahan yang digunakan bersesuaiann dan

menepati spesifikasi yang ditetapkan. Kajian ini penting kerana kualiti dan kesesuaian

bahan sedikit sebanyak akan mempengaruhi keputusan ujian yang akan dilakukan.

Pelbagai kaedah pengumpulan data digunakan bagi mendapatkan maklumat

selain data umum yang diperlukan bagi kajian ini. Ianya meliputi pengumpulan data

MENGUMPUL

DATA &

MAKLUMAT

MENJALANKAN

UJIAN MAKMAL

MENGENAL

PASTI

MASALAH

MENGANALISIS

KEPUTUSAN

KAJIAN

MENDAPATKAN

DATA &

ANALISIS

MEMBUAT

KESIMPULAN &

CADANGAN

31

melalui pembacaan daripada bahan-bahan bercetak seperti buku rujukan, kertas kerja,

artikel-artikel dan juga jurnal. Bahan-bahan ini adalah merupakan sumber utama yang

terpenting kerana ianya memberikan keterangan yang lebih sistematik dan jelas.

Selain itu, internet juga merupakan antara sumber terpenting apabila kebanyakan

maklumat boleh terus diperolehi dalam tempoh yang singkat.

Setelah semua maklumat diperolehi, ujian makmal dilakukan. Data daripada

ujikaji dianalisis dan keputusan ujikaji diperolehi. Kesimpulan terhadap kajian dibuat

dan cadangan mengenai kaedah yang terbaik untuk dilakukan bagi pengkaji di masa

hadapan dicadangkan.

3.2 PROSES UJIAN - UJIAN MAKMAL

Bagi mencapai matlamat dan objektif kajian, Rajah 3.2 menunjukkan secara ringkas

langkah-langkah atau peringkat perlaksanaan projek yang dijalankan.

RAJAH 3.2 : Carta alir ujian yang dijalankan

Pemilihan

Agregat

Penentuan Kandungan

Bitumen Optimum (OBC)

Penentuan Graviti Tentu Agregat

& Habuk Sabut Kelapa

Analisis

Ayakan Agregat

Penyediaan

Sampel Ujikaji

Ujian

Makmal

Ujian Modulus Kebingkasan

Ujian Rayapan Statik

Ujian Rayapan Dinamik

Analisis

Data

Penentuan Graviti

Tentu Pukal Sampel

32

3.3 BAHAN KAJIAN

Bahan-bahan utama yang digunakan dalam mereka bentuk campuran Marshall ialah

agregat kasar, agregat halus, bitumen gred penusukan 80/100 dan bahan pengisi iaitu

habuk sabut kelapa. Gred penusukan bitumen memberi maksud bahawa 8-10 mm

penusukan berlaku pada bitumen pada suhu 25°C di bawah beban 100 g selama 5 saat.

Reka bentuk adalah berdasarkan Spesifikasi Pembinaan Jalan oleh JKR (1988).

3.3.1 Agregat

Agregat yang digunakan di dalam kajian ini adalah merupakan gabungan di antara

agregat kasar dan agregat halus beserta bahan pengisi. Agregat yang digunakan

mestilah mempunyai permukaan yang kasar, bersegi, padat dan bebas dari habuk atau

bendasing (Ya‟acob, 2007). Jadual 3.1 di bawah menunjukkan peratus kandungan

agregat mengikut saiz ayakan bagi campuran ACW20.

JADUAL 3.1 : Pengredan agregat kaedah J.K.R

Saiz Ayakan

(mm)

%

Melepasi

Purata

%

Melepasi

%

Tertahan

Berat

Tertahan

Setiap

Ayakan

25.000 100 100 0 0

19.000 80 - 98 89 11 132

12.500 56 - 80 68 21 252

9.500 43 - 68 55.5 12.5 150

4.750 35 ± 5 35 20.5 246

2.360 14 - 40 27 8 96

1.180 8 - 32 20 7 84

0.600 5 - 24 14.5 5.5 66

0.300 2 - 16 9 5.5 66

0.150 0 - 10 5 4 48

0.075 0 - 3 1.5 3.5 42

Habuk 0 0 1.5 18

Jumlah 100 1200

Sumber : Spesifikasi Jabatan Kerja Raya (ACW20)

33

3.3.2 Bitumen

Bagi bitumen pula, pihak Makmal Jalan Raya, Universiti Kebangsaan Malaysia, Bangi

telah menyediakan bitumen dengan gred penusukannya 80/100. Gred ini menunjukkan

kekerasan bitumen tersebut yang dilakukan melalui ujian penusukan yang telah dibuat

terlebih dahulu.

3.3.3 Bahan Pengisi

Bahan pengisi biasanya terdiri daripada debu kuari, debu batu kapur atau lain-lain

bahan yang sesuai yang melepasi saiz ayakan 200 (75 μm). Bahan pengisi yang

digunakan dalam kajian ini adalah habuk sabut kelapa bagi menggantikan agregat

halus sebanyak 30%, 60% dan 100%.

3.4 UJIAN MAKMAL

Secara umumnya, terdapat tiga kajian yang dijalankan di dalam kajian ini. Yang

pertama, kajian terhadap agregat dengan melakukan ujian graviti tentu bagi agregat

kasar (ASTM C127) dan juga agregat halus (ASTM C128) selain ujian lelasan Los

Angeles (ASTM C131-89).

Yang kedua adalah kajian terhadap asfalt di mana terdapat tiga ujian yang

dilakukan iaitu ujian kelikatan kinematik (ASTM D2170-85), ujian titik lembut

dengan menggunakan kaedah cincin dan bola (ASTM D36-86) serta ujian penusukan

(ASTM D5-86).

Manakala kajian yang ketiga adalah kajian terhadap campuran konkrit asfalt

yang mengandungi empat ujian iaitu ujian modulus kebingkisan, ujian rayapan

dinamik, ujian kelesuan rasuk dan ujian bekas roda.

3.4.1 Analisis Ayakan Agregat

Analisis ayakan adalah bertujuan untuk mengasingkan agregat mengikut saiz dengan

menggunakan mesin penggetar mekanikal seperti Rajah 3.3 di bawah.

34

RAJAH 3.3 : Mesin penggetar mekanikal

Untuk menjalankan analisa ayakan, sejumlah agregat yang bercampur saiznya

ditimbang terlebih dahulu untuk mendapatkan berat kering agregat. Kemudian,

agregat yang telah ditimbang diletakkan di dalam ayak yang paling atas pada mesin

penggetar di mana ayak tersebut telah disusun terlebih dahulu mengikut turutan saiz

menurun dari atas ke bawah (25.0 mm, 19.0 mm, 12.5 mm, 9.5 mm, 4.75 mm, 2.36

mm, 1.18 mm, 0.30 mm, 0.15 mm, 0.075 mm dan dulang). Agregat yang telah diayak

dimasukkan ke dalam bekas yang berasingan mengikut saiznya sebelum analisa

graviti tentu bagi agregat kasar dan agregat halus dilakukan.

3.4.2 Analisis Ayakan Habuk Sabut Kelapa

Sebelum proses pencampuran dalam campuran berbitumen dijalankan, habuk sabut

kelapa hendaklah dikeringkan terlebih dahulu. Ini bertujuan untuk mengelakkan habuk

sabut kelapa melekat di antara satu sama lain kesan daripada kandungan lembapan

yang tinggi ketika diperolehi.

Habuk sabut kelapa dikeringkan dengan dipanaskan di dalam ketuhar pada

suhu 100-110 °C. Kemudian, habuk yang telah kering diayak supaya habuk yang

35

melepasi saiz ayak 0.075 mm (No. 200) dapat diperolehi. Seterusnya, nilai graviti

tentu bagi habuk sabut kelapa perlu dianalisa untuk tujuan pengiraan semasa analisa

nanti.

3.5 KAJIAN TERHADAP AGREGAT

Di dalam kajian ini, campuran agregat dengan taburan yang memenuhi spesifikasi

Jabatan Kerja Raya (JKR) untuk ACW20 seperti dalam Jadual 3.1 digunakan. Kajian

terhadap agregat dilakukan adalah untuk mendapatkan nilai-nilai bagi graviti tentu

agregat kasar dan halus serta menguji kekerasan dan ketahanlasakan agregat tersebut.

3.5.1 Ujian Graviti Tentu Bagi Agregat Kasar

Ujikaji ini bertujuan untuk menentukan nilai graviti tentu bagi agregat kasar.

Penentuan graviti tentu ini menggunakan agregat yang telah direndam selama 24 jam.

Radas yang diperlukan adalah seperti alat penimbang, bekas pensampelan, takungan

air dan set ayak.

Kaedah untuk menentukan graviti tentu agregat kasar adalah berdasarkan

kepada kaedah ASTM C 127-88.

1. Agregat dibasuh terlebih dahulu untuk membuang sebarang habuk dan selaput

yang terdapat pada agregat dan dikeringkan pada suhu 110 °C sebelum

disejukkan pada suhu bilik selama 1 hingga 3 jam.

2. Kemudian, agregat direndam dalam air pada suhu bilik selama 24 jam.

3. Selepas tempoh 24 jam, agregat yang telah direndam dikeluarkan dan

dikeringkan menggunakan kain penyerap sehingga tiada lapisan air kelihatan

pada permukaan agregat.

4. Agregat yang dalam keadaan tepu dan kering permukaan ditimbang dan

jisimnya direkodkan sebagai W1.

5. Selepas ditimbang, agregat tadi direndamkan semula di dalam air dan

ditimbang bersama-sama. Jisimnya direkodkan sebagai W2.

6. Seterusnya agregat dikeluarkan dan dikeringkan semula pada suhu 110 °C

sebelum disejukkan pada suhu bilik selama 1-3 jam.

36

7. Agregat yang telah kering ditimbang dan jisimnya direkodkan sebagai W3.

8. Nilai graviti tentu agregat kasar dapat diperolehi dengan menggunakan

formula:

𝐺𝑟𝑎𝑣𝑖𝑡𝑖 𝑇𝑒𝑛𝑡𝑢 𝑃𝑢𝑘𝑎𝑙 =W3

W1 − W2

di mana ;

W1 = jisim agregat tepu permukaan dalam udara, g

W2 = jisim agregat tepu dalam air, g

W3 = jisim agregat kering dalam udara, g

3.5.2 Ujian Graviti Tentu Bagi Agregat Halus

Ujikaji ini bertujuan untuk menentukan nilai graviti tentu bagi agregat halus.

Penentuan graviti tentu ini menggunakan agregat yang telah direndam selama 24 jam.

Radas yang diperlukan adalah seperti alat penimbang, piknometer, acuan dan

penghentak..

Kaedah untuk menentukan graviti tentu agregat halus adalah berdasarkan

kepada kaedah ASTM C 128-88.

1. Piknometer diisi dengan air sebelum ditimbang bersama-sama dan jisimnya

direkodkan sebagai W1.

2. Agregat halus yang tepu dan kering permukaan ditimbang sebanyak 500 g ±

10 g dan jisimnya direkodkan sebagai W2.

3. Masukkan agregat halus yang tepu dan kering permukaan ke dalam

piknometer yang berisi air kira-kira 90% daripada isipadunya dan digoncang

untuk mengeluarkan semua gelembung udara yang terdapat di dalam agregat

sebelum ditimbang dan jisimnya dicatatkan sebagai W3.

4. Keluarkan agregat halus dari piknometer dan dikeringkan dengan

memasukkannya ke dalam oven pada suhu 110 °C. Kemudian berat kering

agregat halus ditimbang dan jisimnya dicatatkan sebagai W4.

5. Nilai graviti tentu agregat halus dapat diperolehi dengan menggunakan

formula:

37

𝐺𝑟𝑎𝑣𝑖𝑡𝑖 𝑇𝑒𝑛𝑡𝑢 𝑃𝑢𝑘𝑎𝑙 =W4

W1 + W2 − W3

di mana ;

W1 = jisim piknometer + air, g

W2 = jisim agregat tepu dan kering permukaan , g

W3 = jisim piknometer + agregat + air, g

W4 = jisim kering agregat di udara, g

3.5.3 Ujian Graviti Tentu Bagi Habuk Sabut Kelapa

Penentuan graviti tentu habuk sabut kelapa ini menggunakan habuk sabut yang lulus

ayak saiz 0.075 mm iaitu yang tertahan dalam dulang. Radas yang diperlukan adalah

seperti piknometer, alat penimbang dan ketuhar.

Kaedah penentuan graviti tentu habuk sabut kelapa adalah berdasarkan kepada

prosedur ujikaji dalam AASHTO T-100-86 (AASHTO, 1986b) :

1. Habuk sabut kelapa dikeringkan sehingga mencapai berat malar pada suhu 110

°C selama 10-20 minit.

2. Timbang habuk sabut kelapa sebanyak 25 g sebelum dimasukkan ke dalam

piknometer dan ditimbang bersama-sama. Jisimnya direkodkan sebagai W1.

3. Masukkan air ke dalam piknometer sehingga ¾ daripada isipadu piknometer.

Berat air dan habuk sabut kelapa di dalam piknometer kemudiannya ditimbang

dan jisimnya direkodkan sebagai W2.

4. Vakum dikenakan ke atas sampel yang bercampur air tadi pada tekanan 100

mm Hg selama 10 hingga 20 minit.

5. Seterusnya, kesemua kandungan di dalam piknometer dibuang dan diisi

semula dengan air sehingga sama dengan paras air tadi sebelum ditimbang

bersama-sama dan jisimnya direkodkan sebagai W3.

6. Nilai graviti tentu habuk sabut kelapa dapat diperolehi dengan menggunakan

formula:

38

𝐺𝑟𝑎𝑣𝑖𝑡𝑖 𝑇𝑒𝑛𝑡𝑢 𝑃𝑢𝑘𝑎𝑙 =W1

W1 + W2 − W3

di mana ;

W1 = jisim piknometer + habuk sabut kelapa, g

W2 = jisim piknometer + air , g

W3 = jisim piknometer + habuk sabut kelapa + air, g

3.5.4 Ujian Lelasan Los Angeles

Tujuan ujian ini dijalankan adalah untuk menguji kekerasan dan ketahanlasakan

agregat bagi menentukan samada kualiti agregat tersebut sesuai ataupun tidak untuk

digunakan sebagai lapisan asas dan lapisan permukaan bagi sesuatu turapan jalan raya.

Radas yang diperlukan adalah seperti Mesin ujikaji Lelasan Los Angeles, beberapa

biji bebola logam sebagai pemberat (390-445 g), ayakan yang bersaiz 4.75-37.5 mm,

ketuhar, alat penimbang elektronik, dulang dan sampel agregat dari A, B, C dan D.

Rajah 3.4 di bawah, menunjukkan bentuk fizikal mesin Lelasan Los Angeles.

RAJAH 3.4 : Mesin Los Angeles

39

Kaedah untuk menjalankan ujian Lelasan Los Angeles adalah berdasarkan kepada

kaedah ASTM C 131-89.

1. Campuran agregat dimasukkan ke dalam mesin ayakan dan mesin dihidupkan

selama dua minit supaya agregat diayakkan kepada saiz yang tertentu.

2. Agregat yang telah ditimbang dikelaskan kepada empat sampel iaitu A, B, C

dan D mengikut gred dan saiznya. Bilangan dan jumlah berat bebola logam

adalah bergantung kepada gred yang digunakan.

3. Mesin diputarkan sebanyak 500 pusingan dengan kelajuan 30 hingga 33 ppm.

4. Setelah selesai, keluarkan hasil ujian tadi daripada mesin dan lakukan

pengayakkan semula untuk mendapatkan berat yang baru mengikut gred dan

saiz.

5. Agregat yang tertahan ditimbang semula untuk mendapatkan bacaan yang

baru.

6. Langkah-langkah di atas diulangi dengan sampel gred yang berlainan.

7. Peratus perbezaan kuantiti yang terhancur bagi setiap saiz boleh diperolehi

dengan menggunakan formula:

% 𝐿𝑒𝑙𝑎𝑠𝑎𝑛 = 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐴𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑡 𝐴𝑠𝑎𝑙 − 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐴𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑡 𝐵𝑎𝑟𝑢

𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐴𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑡 𝐴𝑠𝑎𝑙 × 100%

3.6 KAJIAN TERHADAP ASFALT

Di dalam kajian ini, asfalt bergred 80/100 digunakan kerana di Malaysia, asfalt dari

gred inilah yang paling banyak digunakan di dalam pembinaan jalan raya berbitumen.

Kajian terhadap asfalt dijalankan adalah untuk menentukan tahap kelikatan dan ciri

kerentanan suhu yang ada pada bitumen selain menguji ketekalan asfalt ketika ianya

masih panas.

3.6.1 Ujian Kelikatan Kinematik

Tujuan ujian ini dijalankan adalah untuk menentukan jenis kelikatan bagi bitumen

yang digunakan. Radas yang diperlukan adalah seperti viskometer kelikatan

40

kinematik, ketuhar, jam randik, pam vakum, minyak silikon, jangka suhu, lateks,

sampel asfalt, takungan minyak silikon dan metilina klorida.

Kaedah untuk menjalankan ujian kelikatan kinematik bitumen adalah

berdasarkan kepada kaedah D 2170-85.

1. Sampel asfalt dipanaskan pada suhu 135 °C selama satu jam dan dalam masa

yang sama, takungan minyak silikon dipanaskan pada suhu 135 °C.

2. Gabus dimasukkan ke dalam pemegang pada viscometer dan dimasukkan ke

dalam takungan minyak silikon.

3. Asfalt dituangkan ke dalam viscometer sehingga paras yang ditetapkan dan

dibiarkan selama 10 hingga 30 minit.

4. Tiub pam vakum disambungkan kepada muncung viscometer untuk

membolehkan asfalt mengalir melaluinya. Untuk memastikan agar asfalt

bergerak turun dengan baik, tiub ditekan dengan jari. Masa yang diambil oleh

asfalt untuk melalui takat-takat tertentu bermula dari kedudukan yang telah

ditetapkan dicatat.

5. Pengiraan kelikatan asfalt atau bitumen dapat diperolehi dengan menggunakan

formula:

𝐾𝑒𝑙𝑖𝑘𝑎𝑡𝑎𝑛 𝐾𝑖𝑛𝑒𝑚𝑎𝑡𝑖𝑘 𝐶𝑒𝑛𝑡𝑖𝑠𝑡𝑜𝑘𝑒 = 𝑝𝑒𝑘𝑎𝑙𝑖 × 𝑚𝑎𝑠𝑎 (𝑠)

(1 cSt = 10-2

St = 1 mm2/s).

3.6.2 Ujian Titik Lembut

Tujuan ujian ini dijalankan adalah untuk menentukan ciri kerentanan suhu yang ada

pada asfalt. Sesuatu bahan yang mempunyai titik lembut yang lebih tinggi untuk

sesuatu nilai penusukan pada suhu 25 °C kurang dipengaruhi oleh perubahan

kekonsistenan yang diakibatkan oleh suhu. Radas yang diperlukan adalah seperti

gelang loyang bergaris pusat 5/8” dan tinggi ¼”, pemegang gelang, jangka suhu,

bikar, alat pemanas dan pemutar air dalam bikar, bebola keluli 3.5 g dan jam randik.

41

Kaedah untuk menjalankan ujian titik lembut bitumen adalah berdasarkan

kepada kaedah ASTM D 36-86.

1. Bitumen dipanaskan pada suhu 135 °C selama ½ hingga 1 jam.

2. Setelah dipanaskan, bitumen kemudiannya dituangkan ke dalam gelang loyang

dan diratakan sebelum dibiarkan menyejuk pada suhu bilik selama 30 minit.

3. Setelah sejuk, gelang loyang disangkutkan pada pemegangnya sementara

bebola diletakkan di atasnya sebelum dimasukkan ke dalam bikar yang berisi

air suling sebanyak 900 ml.

4. Jangka suhu dimasukkan ke dalam bikar dan suhu air suling direkodkan.

5. Seterusnya, bikar dipanaskan dan apabila bebola mula turun dan menyentuh

permukaan dasar bikar, suhu direkodkan sebagai titik lembut.

3.6.3 Ujian Penusukan

Tujuan ujian ini dijalankan adalah untuk menguji kekonsistenan bahan bitumen ketika

baru diterima. Dalam ujikaji ini, jumlah berat jarum dan beban yang digunakan ialah

100g. Bacaan purata penusukan dalam unit 0.1mm diambil sebagai nilai penusukan

bagi sesuatu bahan bitumen. Radas yang diperlukan adalah seperti penetrometer,

jarum penusukan (gred 440-C atau HRC 54-60), bekas sampel, jam randik, jangka

suhu dan alat pemanas.

Kaedah untuk menjalankan ujian penusukan bitumen adalah berdasarkan

kepada kaedah ASTM D 5-86.

1. Bitumen dipanaskan pada suhu 135 °C selama 30 hingga 60 minit terlebih

dahulu sebelum dituang memenuhi lebih daripada separuh bekas sampel.

2. Bekas sampel yang diisi dengan sampel asfalt tadi kemudiannya direndam

dalam kolah air supaya ia berada pada suhu tetap 25 °C selama 90 minit.

Pastikan air tidak masuk ke dalam bekas sampel tersebut.

3. Bekas asfalt yang telah sejuk tadi kemudiannya diletakkan di bawah jarum

penusukan yang telah sedia terpasang pada penetrometer. Jarum penusukan

diturunkan perlahan-lahan sehingga menyentuhi permukaan sampel dan

bacaan awal pada dail penetrometer direkodkan.

42

4. Seterusnya jarum tadi dibiarkan menusuk ke dalam sampel asfalt selama 5saat

dan bacaan dail direkodkan sekali lagi. Pastikan bekas sampel tidak berganjak

semasa penusukan berlaku.

3.7 KAJIAN TERHADAP CAMPURAN KONKRIT ASFALT

Di dalam kajian ini, campuran yang akan dilakukan adalah campuran konkrit asfalt

dengan habuk sabut kelapa. Kajian terhadap campuran konkrit asfalt ini dilakukan

adalah untuk menentukan kandungan asfalt optimum, kekuatan dan kebolehkerjaan

untuk turapan menggunakan campuran asfalt dan habuk sabut kelapa.

3.7.1 Kaedah Penyediaan Campuran Konkrit Asfalt Dengan Habuk Sabut

Kelapa

Kaedah untuk penyediaan ini adalah berdasarkan ASTM D1559 dan MS-2 bagi setiap

asfalt yang telah diuji. Tiga spesimen dengan kandungan asfalt 4.5%, 5.0%, 5.5%,

6.0% dan 6.5% disediakan mengikut berat agregat yang telah ditetapkan seperti di

dalam Jadual 3.1. Bagi agregat dengan saiz 0.075 mm akan digantikan dengan habuk

sabut kelapa yang yang sama saiz untuk melengkapkan kajian ini. Bagi setiap satu

spesimen,

1. Agregat dengan taburan ACW20 seperti dalam Jadual 3.1 dan jumlah jisim

keseluruhannya 1200 g disediakan. Agregat dan asfalt dipanaskan berasingan

pada suhu sekitar 80 °C hingga 100 °C bagi tempoh kurang daripada satu jam.

Acuan pemadat juga turut dipanaskan terlebih dahulu.

2. Setelah dipanaskan, agregat seberat 1200 g dipindahkan kedalam kuali untuk

dipanaskan bersama-sama asfalt pada suhu 80 °C hingga 100 °C sehingga

campuran menjadi sebati.

3. Seterusnya, campuran tadi dituang ke dalam acuan yang mengandungi kertas

turas 4” di dasarnya. Kemudian, campuran dicucuk sebanyak 25 kali supaya

udara yang terperangkap dikeluarkan.

43

4. Campuran yang telah siap akan dipadatkan sebanyak 75 kali pada setiap

permukaan dan dibiarkan sejuk dalam acuan selama 24 jam sebelum

dikeluarkan.

5. Berat dan ketinggian spesimen direkodkan.

3.7.2 Kaedah Penyediaan Campuran Konkrit Asfalt Sebagai Sampel Kawalan

1. Agregat dengan taburan ACW20 seperti dalam Jadual 3.1 dan jumlah jisim

keseluruhannya 1200 g disediakan. Agregat dan asfalt dipanaskan berasingan

pada suhu sekitar 135 °C hingga 150 °C bagi tempoh kurang daripada satu

jam. Acuan pemadat juga turut dipanaskan terlebih dahulu.

2. Berat asfalt yang diingini ditimbang dan dituang ke dalam setiap bahagian

agregat berjisim 1200 g mengikut kandungan yang diperlukan iaitu 4.5%,

5.0%, 5.5%, 6.0% dan 6.5%.

3. Seterusnya, campuran tadi dituang ke dalam acuan yang mengandungi kertas

turas 4” di dasarnya. Kemudian, campuran dicucuk sebanyak 25 kali supaya

udara yang terperangkap dikeluarkan.

4. Campuran yang telah siap akan dipadatkan sebanyak 75 kali pada setiap

permukaan dan dibiarkan sejuk dalam acuan selama 24 jam sebelum

dikeluarkan.

5. Berat dan ketinggian spesimen direkodkan.

3.7.3 Ujian Kestabilan Marshall Dan Aliran

Asfalt dari kajian terhadap asfalt digunakan untuk menghasilkan rekabentuk campuran

bagi menentukan kandungan asfalt optimum dalam turapan. Sampel disediakan

mengikut kaedah seperti yang dinyatakan dalam bahagian 3.7.1 dan 3.7.2. Ujian yang

terlibat adalah seperti berikut;

44

3.7.3.1 Ujian Menentukan Graviti Tentu Pukal Sampel

Tujuan ujian ini dijalankan adalah untuk menentukan nilai graviti tentu pukal bagi

sampel yang telah dibuat. Kaedah yang dijalankan adalah berdasarkan kepada kaedah

ASTM D2726.

1. Campuran yang baru dipadat disejukkan pada suhu bilik sekurang-kurangnya

satu jam sebelum ditimbang. Berat sampel kering dalam udara direkodkan

sebagai W1.

2. Sampel direndamkan dalam takungan air pada suhu 25 °C selama tiga hingga

lima minit dan berat sampel dalam air direkodkan sebagai W2.

3. Seterusnya sampel yang dikeluarkan dari takungan air dikeringkan dengan

menggunakan kain lembap dan beratnya direkodkan sebagai W3.

4. Nilai graviti tentu pukal bagi sampel dapat diperolehi dengan menggunakan

formula:

𝐺𝑟𝑎𝑣𝑖𝑡𝑖 𝑇𝑒𝑛𝑡𝑢 𝑃𝑢𝑘𝑎𝑙 =W1

W3 − W2

di mana ;

W1 = jisim sampel kering dalam udara, g

W2 = jisim sampel dalam air, g

W3 = jisim sampel tepu permukaan dalam udara, g

3.7.3.2 Ujian Kestabilan Dan Aliran

Tujuan ujian ini dijalankan adalah untuk menentukan tahap kestabilan dan aliran bagi

sampel. Kaedah yang dijalankan di bawah adalah seperti yang dinyatakan di dalam

MS-2.

1. Sampel Marshall direndamkan di dalam takungan air pada suhu 60 °C selama

30 minit sebelum ujikaji dijalankan. Untuk memastikan spesimen dipanaskan

untuk tempoh masa yang sama, setiap spesimen diletakkan di dalam air selama

dua minit sebelum spesimen berikutnya.

45

2. Mesin ujian Marshall memberikan nilai kestabilan Marshall dan aliran.

Terlebih dahulu, kedua-dua nilai bagi kestabilan dan aliran ditetapkan kepada

sifar. Permukaan dalaman kepala memecah yang akan memegang sampel perlu

dibersihkan dan dikeringkan. Bahagian atas kepala memecah harus dapat

bergerak bebas mengikut rod paduan yang dibubuh pelincir. Suhu kepala

memecah perlu ditetapkan di antara 21 °C hingga 38 °C pada masa ujian

dijalankan.

3. Sampel dikeluarkan dari takungan air dan permukaanya dikeringkan dengan

tuala. Spesimen kemudian diletakkan dalam kepala memecah dan dikenakan

beban yang mencukupi untuk menghasilkan kadar ubahbentuk sebanyak 50

mm/minit sehingga kegagalan berlaku.Setiap ujian perlu disiapkan dalam

tempoh 40 saat dari masa mengeluarkan spesimen dari takungan air sehingga

bacaan dicatatkan.

4. Beban bacaan maksimum dalam kN adalah nilai bagi kestabilan Marshall

manakala ubah bentuk semasa beban maksimum adalah nilai bagi aliran yang

diukur dalam unit mm.

3.7.3.3 Ujian Analisis Lompang

Tujuan ujian ini dijalankan adalah untuk mendapatkan peratusan lompang yang ada

dalam sampel. Spesimen dengan lompang kurang dari 10% dianggap sebagai

campuran konkrit asfalt tumpat. Kaedah yang dijalankan adalah berdasarkan kepada

ASTM D3203.

1. Graviti tentu pukal campuran terpadat ditentukan terlebih dahulu berdasarkan

ASTM D2726 dan nilainya direkodkan sebagai A.

2. Graviti tentu teori maksimum ditentukan terlebih dahulu berdasarkan ASTM

D2041 dan nilainya direkodkan sebagai B.

3. Nilai peratusan lompang udara bagi sampel dapat diperolehi dengan

menggunakan formula:

𝑃𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑠𝑎𝑛 𝐿𝑜𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔 𝑈𝑑𝑎𝑟𝑎 = 100 1 −A

𝐵

46

di mana ;

A = Graviti tentu pukal sampel

B = Graviti tentu teori maksimum

3.7.3.4 Ujian Penentuan Kandungan Asfalt Optimum

Institusi Asfalt menyatakan dalam terbitan MS-2 berkenaan kaedah penentuan

kandungan asfalt optimum adalah seperti berikut:

1. Tentukan ;

a. Kandungan asfalt untuk kestabilan maksimum

b. Kandungan asfalt untuk ketumpatan maksimum

c. Kandungan asfalt untuk titik tengah julat lompang udara

2. Dapatkan purata untuk tiga kandungan asfalt dari langkah 1.

3. Dari lengkung yang diplot, sifat seperti berikut dipastikan pada kandungan

asfalt purata:

Kestabilan

Aliran

Lompang udara

3.7.4 Ujian Modulus Kebingkasan

Tujuan ujian ini dijalankan adalah untuk menentukan tindakbalas turapan terhadap

tekanan dan tegangan dinamik. Modulus kebingkasan adalah merupakan

pembolehubah yang amat penting dalam mekanistik rekabentuk struktur turapan.

Modulus kebingkasan bagi konkrit campuran asfalt dan habuk sabut kelapa adalah

mengikut kaedah penyediaan ASTM D4123. Manakala ujian yang dijalankan adalah

dengan menggunakan peralatan „Material Testing Apparatus‟ (MATTA). Spesimen

akan dikenakan beban ulangan selama lima kali denyutan atau detik pada tempoh 0.1

saat dan diselangi dengan rehat 0.3 saat pada suhu 40 °C sehingga lima detik.

47

3.7.5 Ujian Rayapan Statik

Ujian rayapan statik dijalankan dengan memberikan satu beban statik ke atas spesimen

dan perubahan bentuk spesimen selepas bebanan dipunggah dicatatkan. Daripada

pemerhatian yang diperolehi daripada ubah bentuk kekal yang berlaku terhadap

campuran konkrit asfalt akan menunjukkan potensi berlakunya bekas roda. Jika

jumlah ubah bentuk kekal yang berlaku adalah tinggi, kesan berlakunya bekas roda

juga tinggi. Kecacatan rayapan bagi satu spesimen silinder di bawah satu ekapsi,

beban statik adalah diukur sebagai satu fungsi masa, dimensi sampel dan keadaan

ujian telah dipiawaikan. Nilai-nilai kecacatan adalah diukur dengan masa oleh sebuah

pengubah (transformer) pembolehubah linear (LVDT). Ujian dijalankan untuk semua

campuran optimum asfalt. Oleh kerana risiko ubah bentuk kekal adalah lebih tinggi di

bawah beban yang berat dan suhu yang tinggi, beban ekapaksi digunakan adalah 100

kPa, suhu 40 °C dan tempoh masa adalah 3600 s.

3.7.6 Ujian Rayapan Dinamik

Tujuan ujian ini dijalankan adalah untuk menentukan kekuatan bagi campuran asfalt

terhadap kesan ubah bentuk plastik. Ujian ini adalah merupakan satu ujian tegasan

ekapaksi denyutan berulangan (repeat pulsed) ke atas spesimen konkrit asfalt dan

pengiraan keputusan ubah bentuk diukur oleh pembolehubah linear transduser yang

berbeza (LVDT’s). Tegasan yang dikenakan ke atas spesimen adalah dalam bentuk

denyutan haversine. Tempoh lebar denyutan adalah 500 ms, dan tempoh rehat adalah

1 500 ms sebelum denyutan yang seterusnya berlaku. Ujian ini dijalankan pada suhu

40 °C. Spesimen akan dikenakan bebanan awal sebanyak 3 kPa dan purata bebanan

sebanyak 200 kPa sepanjang tempoh ujian. Suhu di luar dan di dalam spesimen

semasa ujian dijalankan akan dipantau oleh dua termoganding (thermocouples) yang

dimasukkan ke dalam sampel kawalan dan diletakkan berhampiran dengan spesimen

yang diuji. Ujian akan dijalankan sehingga terikan paksi maksimum menjangkau 10

000 micro-Strains atau sehingga 10 000 kitaran.

48

BAB IV

ANALISIS DATA DAN PERBINCANGAN

4.1 PENGENALAN

Berdasarkan kepada keputusan ujian makmal yang telah dijalankan, data dan

keputusan yang diperolehi dianalisis dan dinilai bagi menentukan prestasi dan

kesesuaian habuk sabut kelapa dalam menggantikan agregat halus bersaiz 75 μm di

dalam campuran panas konkrit berasfalt. Analisis data keputusan dilakukan dengan

membuat perbandingan di antara data ujikaji dengan nilai piawai yang telah ditetapkan

oleh JKR.

4.2 ANALISIS AYAKAN AGREGAT

Analisis ayakan yang dijalankan meliputi ayakan bagi agregat kasar, agregat halus dan

habuk sabuk kelapa. Analisis ini bertujuan untuk menentukan taburan saiz agregat

yang dikehendaki dalam campuran berada dalam had spesifikasi yang telah ditetapkan

oleh JKR (1998). Taburan saiz agregat ini akan mempengaruhi ciri-ciri yang ada

dalam campuran seperti kekukuhan, kestabilan, ketahanlasakan, kebolehtelapan,

kebolehkerjaan, rintangan lesu, rintangan gelinciran dan rintangan terhadap kerosakan

lembapan. Dalam analisis ini, bahan yang tertahan pada setiap ayak akan diasingkan

mengikut saiz tertentu.

Bagi mendapatkan penggredan campuran konkrit asfalt yang diperlukan,

beberapa agregat perlu dicampurkan mengikut sukatan dan perkadaran yang tertentu.

Pencampuran setiap saiz agregat dan habuk sabut kelapa dibuat berdasarkan kepada

jisim agregat yang diperlukan bagi campuran ACW20 untuk digunakan dalam

49

merekabentuk campuran. Jadual 4.1 menunjukkan keputusan analisis ayakan yang

telah dijalankan.

JADUAL 4.1 : Peratusan jisim tertahan dan jisim agregat untuk kandungan bitumen

optimum

Saiz Ayakan

(mm)

%

Melepasi

Purata

%

Melepasi

%

Tertahan

Berat

Tertahan

Setiap

Ayakan

25.000 100 100 0 0

19.000 80 - 98 89 11 132

12.500 56 - 80 68 21 252

9.500 43 - 68 55.5 12.5 150

4.750 35 ± 5 35 20.5 246

2.360 14 - 40 27 8 96

1.180 8 - 32 20 7 84

0.600 5 - 24 14.5 5.5 66

0.300 2 - 16 9 5.5 66

0.150 0 - 10 5 4 48

0.075 0 - 3 1.5 3.5 42

Habuk 0 0 1.5 18

Jumlah 100 1200

4.3 ANALISIS GRAVITI TENTU

Graviti tentu ditentukan bagi menghitung nilai graviti tentu maksimum teori. Antara

nilai graviti tentu bahan yang ditentukan adalah nilai graviti tentu agregat kasar,

agregat halus dan sabut kelapa. Selain itu juga, penentuan graviti tentu pukal bagi

setiap sampel juga dilakukan.

4.3.1 Graviti Tentu Agregat Kasar dan Agregat Halus

Penentuan graviti tentu dijalankan untuk menentukan kadar resapan air terhadap

sesuatu jenis agregat. Jadual 4.2 menunjukkan nilai graviti tentu bagi agregat kasar

dan halus manakala keputusan analisis ditunjukkan di dalam Lampiran A dan B.

50

JADUAL 4.2 : Nilai graviti tentu yang digunakan dalam campuran ACW20

Bahan Graviti Tentu

Agregat Kasar

Agregat Halus

2.65

2.60

4.3.2 Graviti Tentu Sabut Kelapa

Nilai graviti tentu sabut diperolehi dengan membandingkan nilai ketumpatan sabut

terhadap ketumpatan air. Berdasarkan kepada tesis Ya‟acob (2007), nilai ketumpatan

sabut kelapa ialah 1250 kg/m3 manakala ketumpatan air adalah 1000 kg/m

3.

Keputusan yang diperolehi adalah seperti berikut;

Graviti Tentu Sabut = Ketumpatan Sabut / Ketumpatan Air

= 1000 kg/m3 / 1250 kg/m

3

= 1.25

4.3.3 Graviti Tentu Pukal Sampel

Graviti tentu pukal ditentukan selepas sampel dipadatkan sebelum disejukkan pada

suhu bilik selama 24 jam. Bagi menentukan graviti tentu pukal sampel, nilai yang

diambil adalah jisim sampel di udara, jisim sampel tepu, jisim sampel kering

permukaan dan jisim sampel di dalam air. Nilai graviti tentu pukal bagi setiap sampel

ditunjukkan seperti di dalam Jadual 4.3 di bawah;

JADUAL 4.3 : Graviti tentu pukal sampel pada kandungan bitumen optimum dengan

peratusan habuk sabuk kelapa yang berbeza

% Habuk

Sabut Kelapa

Graviti Tentu

Sampel

0%

0%

30%

30%

60%

60%

100%

100%

1.76

1.75

1.90

1.88

1.82

1.84

1.71

1.74

51

4.4 ANALISIS ASFALT

Ujian terhadap asfalt dijalankan bagi menentukan tahap kelikatan dan ciri kerentanan

suhu yang ada pada bitumen. Selain itu, ianya juga bertujuan untuk menguji ketekalan

asfalt ketika ianya masih panas. Di antara ujian yang terlibat ialah ujian kelikatan

kinematik, ujian titik lembut dan ujian penusukan.

4.4.1 Kelikatan Kinematik

Ujian kelikatan kinematik ini dijalankan adalah untuk menentukan jenis kelikatan bagi

bitumen yang digunakan. Hasil daripada ujian ini, nilai kelikatan kinematik yang

diperolehi adalah 250.1 centistoke.

4.4.2 Titik Lembut

Ujian titik lembut ini dijalankan adalah untuk menentukan ciri kerentanan suhu yang

ada pada asfalt. Sebanyak tiga sampel disediakan dan bacaan purata bagi nilai titik

asfalt ini adalah 42 °C.

4.4.3 Penusukan

Ujian penusukan ini dijalankan adalah untuk menguji kekonsistenan bahan bitumen

ketika baru diterima. Sebanyak tiga sampel disediakan dan bacaan purata bagi nilai

penusukan asfalt ini adalah 88.

4.5 KANDUNGAN BITUMEN OPTIMUM

Sebelum campuran terubahsuai habuk sabut kelapa dijalankan, campuran lazim

dengan peratusan bitumen 4.5%, 5.0%, 5.5%, 6.0% dan 6.5% perlu dilakukan terlebih

dahulu. Ini bertujuan untuk mendapatkan kandungan bitumen optimum yang

diperlukan bagi digunakan dalam rekabentuk campuran terubahsuai habuk sabut

kelapa. Kandungan bitumen optimum ini ditentukan berdasarkan nilai maksimum dari

garisan graf lengkung Modulus Kebingkisan seperti yang diterangkan di dalam

52

bahagian seterusnya. Jadual 4.4 di bawah menunjukan kandungan bitumen optimum

di dalam campuran terubahsuai mengikut peratus kandungan habuk sabut kelapa.

JADUAL 4.4 : Kandungan bitumen optimum di dalam campuran rekabentuk

% Habuk

Sabut Kelapa

Jisim Habuk

Sabut Kelapa

(g)

%

Bitumen

Optimum

0

30

60

100

0

12.6

25.2

42.0

5.4

5.4

5.4

5.8

4.6 ANALISIS UJIAN TERHADAP CAMPURAN KONKRIT ASFALT

Campuran yang mengandungi habuk sabut kelapa diuji dengan menggunakan Ujian

Modulus Kebingkisan untuk mendapatkan nilai kandungan bitumen optimum bagi

campuran terubahsuai habuk sabut kelapa. Dengan menggunakan kandungan bitumen

optimum yang diperolehi, campuran seterusnya diuji dengan menggunakan Ujian

Rayapan Statik dan Ujian Rayapan Dinamik.

4.6.1 Ujian Modulus Kebingkasan

Ujian ini dijalankan adalah untuk menentukan tindakbalas turapan terhadap tekanan

dan tegangan dinamik supaya tahap kekukuhan sesuatu turapan itu dapat diketahui.

Penggunaan habuk sabut kelapa sebagai bahan pengganti agregat halus digunakan

untuk menguji samada bahan ini mempunyai kekukuhan yang lebih baik daripada

agregat halus ataupun sebaliknya. Bagi ujian ini, sebanyak 30 sampel terubahsuai dan

10 sampel kawalan disediakan di mana setiap dua daripadanya mempunyai kandungan

bitumen yang sama supaya nilai purata dapat diperolehi. Hasil daripada ujian ini, nilai

purata bagi Modulus Kebingkasan diplot dan kandungan bitumen optimum

ditentukan. Jadual 4.5 di bawah menunjukkan keputusan yang diperolehi dari ujian ini

manakala Rajah 4.1 (a), (b), (c) dan (d) menunjukkan graf Modulus Kebingkasan

melawan peratusan bitumen.

53

JADUAL 4.5 : Keputusan Ujian Modulus Kebingkasan

%

Habuk

Sabut

Kelapa

%

Bitumen

Modulus

Kebingkasan

(MPa)

Kandungan

Bitumen

Optimum

0 %

4.5 743

5.4 % 5.0 1077

5.5 1763

6.0 891

6.5 370

30 %

4.5 445

5.4 % 5.0 569

5.5 722

6.0 469

6.5 348

60 %

4.5 201

5.4 % 5.0 227

5.5 458

6.0 147

6.5 108

100 %

4.5 96

5.8 %

5.0 142

5.5 215

6.0 201

6.5 168

Daripada jadual di atas, didapati bahawa semakin tinggi kandungan habuk sabut

kelapa di dalam sampel, semakin rendah nilai modulus kebingkasannya.

54

RAJAH 4.1 (a) : Graf modulus kebingkasan melawan kandungan asfalt bagi

kandungan habuk sabut kelapa 0%

RAJAH 4.1 (b) : Graf modulus kebingkasan melawan kandungan asfalt bagi

kandungan habuk sabut kelapa 30%

y = -934x2 + 10088x - 25793

300

500

700

900

1100

1300

1500

1700

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0

Mo

du

lus

Ke

bin

gkas

an

Peratusan Asfalt

KANDUNGAN HABUK SABUT KELAPA = 0%

Modulus Kebingkasan

y = -256.07x2 + 2758.3x - 6786.2

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0

Mo

du

lus

Ke

bin

gkas

an

Peratusan Asfalt

KANDUNGAN HABUK SABUT KELAPA = 30%

Modulus Kebingkasan

55

RAJAH 4.1 (c) : Graf modulus kebingkasan melawan kandungan asfalt bagi

kandungan habuk sabut kelapa 60%

RAJAH 4.1 (d) : Graf modulus kebingkasan melawan kandungan asfalt bagi

kandungan habuk sabut kelapa 100%

y = -192x2 + 2059.1x - 5192.9

100

150

200

250

300

350

400

450

500

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0

Mo

du

lus

Ke

bin

gkas

an

Peratusan Asfalt

KANDUNGAN HABUK SABUT KELAPA = 60%

Modulus Kebingkasan

y = -70.857x2 + 819.63x - 2165.1

50

75

100

125

150

175

200

225

250

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0

Mo

du

lus

Ke

bin

gkas

an

Peratusan Asfalt

KANDUNGAN HABUK SABUT KELAPA = 100%

Modulus Kebingkasan

56

4.6.2 Ujian Rayapan Statik

Bagi ujian rayapan statik ini, sebanyak empat sampel disediakan dengan

menggunakan kandungan bitumen yang telah diperolehi semasa ujian modulus

kebingkasan. Masa ujian ini ditetapkan selama 3600 saat dengan tekanan sebanyak

100 kPa dan suhu udara 40 °C. Rajah 4.2 menunjukkan graf terikan melawan masa

bagi keempat-empat sampel.

RAJAH 4.2 : Graf terikan melawan masa bagi 0%, 30%, 60% dan 100% kandungan

habuk sabut kelapa di dalam sampel bagi ujian rayapan statik

Daripada rajah 4.2 di atas, di dapati bahawa nilai terikan kekal bagi setiap

sampel dalam tempoh 3600 saat adalah meningkat dengan setiap peningkatan jumlah

kandungan habuk sabut kelapa di dalam sampel. Daripada data yang diperolehi hasil

daripada ujikaji yang telah dijalankan, nilai terikan kekal bagi 0%, 30%, 60% dan

100% kandungan habuk sabut kelapa setiap satunya adalah 313 µ€, 2238 µ€, 3457 µ€

dan 3883 µ€. Peningkatan nilai terikan kekal ini menunjukkan potensi berlakunya

bekas roda. Bagi setiap peningkatan kandungan habuk sabut kelapa di dalam sampel,

prestasi terhadap rintangan ubah bentuknya akan menurun.

-500

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Teri

kan

Ke

kal (Micro-Strain

)

Masa (saat)

Graf Terikan Melawan Masa

0% Habuk Sabut Kelapa 30 % Habuk Sabut Kelapa

60% Habuk sabut Kelapa 100% Habuk Sabut Kelapa

57

5.6.3 Ujian Rayapan Dinamik

Bagi ujian rayapan dinamik ini, kaedahnya sama seperti di dalam ujian rayapan statik

dengan menggunakan 4 sampel yang diperolehi hasil daripada ujian modulus

kebingkisan. Tempoh kitaran ditetapkan sebanyak 10 000 kitar dan 10 000 mikro-

strain. Rajah 4.3 menunjukkan graf terikan melawan masa bagi keempat-empat

sampel.

RAJAH 4.3 : Graf terikan melawan kitaran bagi 0%, 30%, 60% dan 100% kandungan

habuk sabut kelapa di dalam sampel bagi ujian rayapan dinamik

Daripada rajah 4.3 di atas, di dapati bahawa nilai terikan terkumpul bagi setiap

sampel dalam tempoh 10 000 kitaran adalah menurun dengan setiap peningkatan

jumlah kandungan habuk sabut kelapa di dalam sampel. Daripada data yang diperolehi

hasil daripada ujikaji yang dijalankan, nilai terikan terkumpul bagi 0%, 30%, 60% dan

100% kandungan habuk sabut kelapa setiap satunya adalah 420 µ€, 972 µ€, 1309 µ€

dan 3637 µ€. Semakin tinggi nilai terikan kekal, semakin tinggi potensi untuk

mengalami kegagalan. Dengan setiap penambahan habuk sabut kelapa, rintangan

terhadap bekas roda akan menurun.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

Teri

kan

Ke

kal (Micro-Strain

)

Kitaran

Graf Terikan Melawan Kitaran

0% Habuk Sabut Kelapa 30% Habuk Sabut Kelapa

60% Habuk Sabut Kelapa 100% Habuk Sabut Kelapa

58

4.7 RUMUSAN

Secara keseluruhannya, campuran habuk sabut kelapa yang menggantikan agregat

bersaiz 75 µm di dalam ayakan bagi campuran ACW 20 memenuhi parameter

Marshall. Daripada dua graf yang diperolehi hasil dari ujian rayapan statik dan ujian

rayapan dinamik, didapati bahawa semakin tinggi jumlah kandungan habuk sabut

kelapa di dalam turapan, semakin semakin tinggi nilai terikan kekalnya. Semakin

tinggi nilai terikan kekal, semakin menurun prestasi turapan itu. Maka penggunaan

habuk sabut kelapa di dalam campuran ACW 20 adalah tidak sesuai.

59

BAB V

KESIMPULAN DAN CADANGAN

5.1 PENGENALAN

Daripada ujian makmal yang dijalankan, kesan penggunaan habuk sabut kelapa dalam

menggantikan agregat halus bersaiz 75 μm di dalam sampel campuran asfalt dapat

dilihat dalam dua keadaan iaitu;

i. Kesan secara keseluruhan berdasarkan ujian-ujian yang telah dilakukan dan

ii. Kesan penggantian jumlah habuk sabut kelapa untuk setiap sampel

5.2 RINGKASAN HASIL KAJIAN

Secara keseluruhannya, didapati bahawa hasil kajian yang diperolehi adalah

memuaskan. Walau bagaimanapun, penggunaan habuk sabut kelapa bagi

menggantikan agregat halus bersaiz 75 μm di dalam campuran asfalt adalah tidak

sesuai. Berdasarkan analisis yang telah dijalankan, beberapa andaian dapat dibuat. Di

antaranya adalah seperti berikut;

i. Kestabilan campuran secara keseluruhannya menurun dengan peningkatan

jumlah habuk sabut kelapa. Ini adalah disebabkan rekatan di antara agregat dan

bitumen berkurangan

ii. Peningkatan jumlah habuk sabut kelapa di dalam campuran meningkatkan lagi

potensi berlakunya kesan bekas roda

60

5.3 MASALAH KAJIAN

Semasa ujikaji ini dijalankan, terdapat beberapa masalah yang timbul. Di antaranya

adalah seperti berikut;

i. Peralatan yang digunakan adalah terhad. Maka penggunaan setiap peralatan

terpaksa dikongsi dengan pelajar lain dan ini menyebabkan tempoh ujikaji ini

tidak mengikut tempoh seperti yang telah ditetapkan

ii. Ayakan habuk sabut kelapa sangat menyusahkan kerana saiz yang dikehendaki

susah untuk diperolehi

iii. Kesukaran dalam menentukan prosedur ujian kerana maklumat yang

diperolehi dari pelbagai sumber agak mengelirukan

5.4 CADANGAN

Sepanjang menjalankan ujikaji ini, beberapa cadangan telah dicatatkan untuk

dijadikan panduan kepada pengkaji di masa akan datang. Berikut adalah cadangan-

cadangan berikut;

i. Ketika menyediakan campuran di dalam kuali, agregat hendaklah dicampurkan

dengan bitumen sehingga sebati terlebih dahulu sebelum habuk sabut kelapa

dimasukkan. Ini adalah kerana apabila habuk sabut kelapa sudah berada di

dalam kuali sebelum bitumen dimasukkan, ia akan menyebabkan bitumen

diserap ke dalam habuk dan mengurangkan jumlah bitumen yang melekat pada

agregat. Hal ini menyebabkan sampel kurang padat dan rapuh.

ii. Ketika mengeluarkan sampel dari bekas pemadat, penggunaan sarung tangan

semasa mengangkat sampel adalah tidak digalakkan kerana ianya boleh

menyebabkan sampel pecah apabila tangan tidak dapat mengawal tekanan

yang dikenakan ke atas sampel semasa dipegang.

iii. Ketika memanaskan agregat di dalam kuali, habuk sabut kelapa tidak

seharusnya dipanaskan bersama-sama. Ini kerana kadar pemanasan yang

diambil oleh agregat adalah lebih lama berbanding habuk sabut kelapa.

Sekiranya habuk sabut kelapa dipanaskan bersama-sama agregat, ini akan

61

menyebabkan habuk sabut kelapa terbakar dan menjadi hangus dan seterusnya

mempengaruhi kekuatan sampel.

iv. Sebelum apa-apa ujian sampel dijalankan, adalah lebih baik sekiranya sampel

buangan yang tidak digunakan lagi dicuba terlebih dahulu supaya pengkaji

tahu akan prosedur sebenar ujian dan dapat mengelakkan sampel sebenar

daripada tersalah prosedur.

v. Prestasi campuran habuk sabut kelapa yang diperolehi daripada ujian makmal

hendaklah diikuti dengan ujian di tapak bagi mengenalpasti masalah sebenar

yang mungkin timbul kerana masalah dan kejayaan ujian di makmal mungkin

berlainan dengan di tapak.

5.5 PENUTUP

Berdasarkan hasil ujikaji yang dijalankan, penggunaan habuk sabut kelapa dalam di

dalam campuran asfalt berbitumen adalah tidak sesuai untuk digunakan. Jika dilihat

pada ujian-ujian yang dijalankan, didapati hasilnya adalah tidak memuaskan jika

dibanding dengan campuran tanpa habuk sabut kelapa. Secara inferensnya, semakin

banyak kandungan habuk sabut kelapa di dalam campuran, semakin rendah daya

rekatan di antara agregat dan bitumen dan seterusnya semakin melemahkan lagi

struktur sampel.

62

RUJUKAN

Khadjijah Binti Nawawi. 2005. Penggunaan Abu Kelapa Sawit Sebagai Bahan

Pengisi Dalam Campuran Panas Konkrit Berasfalt. Skudai: Universiti

Teknologi Malaysia

Nik Muna Munirah Binti Nik Mohd. Din. 2007. Kesan Cuaca dan Proses

Penuaan Terhadap Campuran Bitumen. Skudai: Universiti Teknologi

Malaysia

Nur Atiqah Binti Ya‟acob. 2007. Kesan Cuaca dan Proses Penuaan Terhadap

Campuran Berbitumen Berbahan Tambah Sabut Kelapa. Skudai: Universiti

Teknologi Malaysia

Muhamad Nazri Borhan, Fatihah Suja, Amiruddin Ismail & Riza Atiq O.K.

Rahmat. 2007. Used Cylinder Oil Modified Cold-Mix Asphalt Concrete.

Journal of Applied sciences 7 (22): 3485-3491

Saeed Ghaffarpour Jahromi & Ali Khodaii. 2008. Carbon Fiber Reinforced

Asphalt Concrete. The Arabian Journal for Science and Engineering, Volume

33, Number 2B: 355-364

Harold N. Atkins. 2005. Bahan Jalan Raya, Tanah Dan Konkrit. Terj. Osman Che

Puan, Che Ros Ismail & Mustafa Kamal Shamsudin. Skudai: Universiti

Teknologi Malaysia

FHWA. 2007. Long Term Pavement Performance Project Laboratory Materials

Testing And Handling Guide.

http://www.fhwa.dot.gov/pavement/ltpp/pubs/07052/pro07.cfm

[2 Febuari 2009]

63

LAMPIRAN A

RAJAH A1 : Campuran agregat dan habuk sabut kelapa sebelum bitumen dituang

RAJAH A2 : Campuran agregat yang telah dipanaskan bersama-sama bitumen

64

RAJAH A3 : Campuran agregat dimasukkan ke dalam acuan pemadat

RAJAH A4 : Campuran dipadatkan dengan menggunakan mesin pemadat hidraulik

65

RAJAH A5 : Sejumlah sampel yang telah siap untuk diuji

RAJAH A6 : Penentuan graviti tentu pukal dilakukan

66

RAJAH A7 : Penstabilan suhu dilakukan sebelum ujian dijalankan

RAJAH A8 : Ujian Modulus Kebingkasan dijalankan

67

LAMPIRAN B

JADUAL B1 : Peratusan jisim tertahan dan jisim agregat untuk kandungan bitumen

optimum

Saiz Ayakan

(mm)

%

Melepasi

Purata

%

Melepasi

%

Tertahan

Berat

Tertahan

Setiap

Ayakan

25.000 100 100 0 0

19.000 80 - 98 89 11 132

12.500 56 - 80 68 21 252

9.500 43 - 68 55.5 12.5 150

4.750 35 ± 5 35 20.5 246

2.360 14 - 40 27 8 96

1.180 8 - 32 20 7 84

0.600 5 - 24 14.5 5.5 66

0.300 2 - 16 9 5.5 66

0.150 0 - 10 5 4 48

0.075 0 - 3 1.5 3.5 42

Habuk 0 0 1.5 18

Jumlah 100 1200

JADUAL B2 : Nilai graviti tentu yang digunakan dalam campuran ACW20

Bahan Graviti Tentu

Agregat Kasar

Agregat Halus

2.65

2.60

JADUAL B3 : Graviti tentu pukal sampel pada kandungan bitumen optimum dengan

peratusan habuk sabuk kelapa yang berbeza

% Habuk

Sabut Kelapa

Graviti Tentu

Sampel

0%

0%

30%

30%

60%

60%

100%

100%

1.76

1.75

1.90

1.88

1.82

1.84

1.71

1.74

68

JADUAL B4 : Kandungan bitumen optimum di dalam campuran rekabentuk

% Habuk

Sabut Kelapa

Jisim Habuk

Sabut Kelapa

(g)

%

Bitumen

Optimum

0

30

60

100

0

12.6

25.2

42.0

5.4

5.4

5.4

5.8

JADUAL B5 : Keputusan Ujian Modulus Kebingkasan

%

Habuk

Sabut

Kelapa

%

Bitumen

Modulus

Kebingkasan

(MPa)

Kandungan

Bitumen

Optimum

0 %

4.5 743

5.4 % 5.0 1077

5.5 1763

6.0 891

6.5 370

30 %

4.5 445

5.4 % 5.0 569

5.5 722

6.0 469

6.5 348

60 %

4.5 201

5.4 % 5.0 227

5.5 458

6.0 147

6.5 108

100 %

4.5 96

5.8 %

5.0 142

5.5 215

6.0 201

6.5 168

69

LAMPIRAN C

RAJAH C1 (a) : Graf modulus kebingkasan melawan kandungan asfalt bagi

kandungan habuk sabut kelapa 0%

RAJAH C1 (b) : Graf modulus kebingkasan melawan kandungan asfalt bagi

kandungan habuk sabut kelapa 30%

y = -934x2 + 10088x - 25793

300

500

700

900

1100

1300

1500

1700

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0

Mo

du

lus

Ke

bin

gkas

an

Peratusan Asfalt

KANDUNGAN HABUK SABUT KELAPA = 0%

Modulus Kebingkasan

y = -256.07x2 + 2758.3x - 6786.2

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0

Mo

du

lus

Ke

bin

gkas

an

Peratusan Asfalt

KANDUNGAN HABUK SABUT KELAPA = 30%

Modulus Kebingkasan

70

RAJAH C1 (c) : Graf modulus kebingkasan melawan kandungan asfalt bagi

kandungan habuk sabut kelapa 60%

RAJAH C1 (d) : Graf modulus kebingkasan melawan kandungan asfalt bagi

kandungan habuk sabut kelapa 100%

y = -192x2 + 2059.1x - 5192.9

100

150

200

250

300

350

400

450

500

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0

Mo

du

lus

Ke

bin

gkas

an

Peratusan Asfalt

KANDUNGAN HABUK SABUT KELAPA = 60%

Modulus Kebingkasan

y = -70.857x2 + 819.63x - 2165.1

50

75

100

125

150

175

200

225

250

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0

Mo

du

lus

Ke

bin

gkas

an

Peratusan Asfalt

KANDUNGAN HABUK SABUT KELAPA = 100%

Modulus Kebingkasan

71

RAJAH C2 : Graf terikan melawan masa bagi 0%, 30%, 60% dan 100% kandungan

habuk sabut kelapa di dalam sampel bagi ujian rayapan statik

RAJAH C3 : Graf terikan melawan kitaran bagi 0%, 30%, 60% dan 100% kandungan

habuk sabut kelapa di dalam sampel bagi ujian rayapan dinamik

-500

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Teri

kan

Ke

kal (Micro-Strain

)

Masa (saat)

Graf Terikan Melawan Masa

0% Habuk Sabut Kelapa 30 % Habuk Sabut Kelapa

60% Habuk sabut Kelapa 100% Habuk Sabut Kelapa

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

Teri

kan

Ke

kal (Micro-Strain

)

Kitaran

Graf Terikan Melawan Kitaran

0% Habuk Sabut Kelapa 30% Habuk Sabut Kelapa

60% Habuk Sabut Kelapa 100% Habuk Sabut Kelapa

72

LAMPIRAN D

JADUAL D1 : Keputusan Ujian Graviti Tentu Agregat Kasar

Komponen Nilai

Jisim sampel kering ketuhar, g(A)

Jisim sampel kering permukaan selepas 24 jam, g (B)

Jisim sampel tepu dalam air, g (C)

1153.8 g

1169.7 g

733.6 g

Graviti tentu agregat kasar, Gs = A / (B - C)

= 1153.8 / (1169.7 - 733.6)

= 2.65

JADUAL D2 : Keputusan Ujian Graviti Tentu Agregat Halus

Komponen Nilai

Jisim sampel kering ketuhar dalam udara, g(A)

Jisim piknometer dipenuhi air, g (B)

Jisim sampel spesimen + air, g (C)

Jisim sampel kering permukaan selepas 24 jam, g (S)

1137.1 g

1973.2 g

2270.9 g

736.7 g

Graviti tentu agregat halus, Gs = A / (B + S - C)

= 1137.1 / (1973.2 + 736.7 - 2270.9)

= 2.60

JADUAL D3 : Keputusan Ujian Lelasan Los Angeles

Gred Bil

Bebola

Saiz Berat

Sebelum

Berat

Selepas

Beza %

Terhancur

A 12 25.0 mm

19.0 mm

12.5 mm

9.5 mm

1.25 kg

1.25 kg

1.25 kg

1.25 kg

0.67 kg

0.62 kg

0.66 kg

0.32 kg

0.58 kg

0.63 kg

0.59 kg

0.93 kg

46.4 %

50.4 %

47.2 %

74.4 %

Jumlah 5.00 kg 2.27 kg 2.73 kg 54.6 %

B 11 12.5 mm

9.5 mm

2.50 kg

2.50 kg

0.76 kg

0.51 kg

1.74 kg

1.99 kg

69.6 %

79.6 %

Jumlah 5.00 kg 1.27 kg 3.73 kg 74.6 %

D 6 2.36 mm 5.00 kg 1.83 kg 3.17 kg 63.4 %

Jumlah 5.00 kg 1.83 kg 3.17 kg 63.4 %

73

JADUAL D4 : Keputusan Ujian Penusukan Bagi Asfalt

Sampel Bacaan Penetrometer Purata

1

2

3

79 89 91

84 89 88

92 94 90

86

87

92

Purata nilai penusukan bagi asfalt = (86 + 87 + 92) / 3

= 88

JADUAL D5 : Keputusan Ujian Titik Lembut Bagi Asfalt

Sampel Bacaan Penetrometer Purata

1

2

3

41.0 42.5

41.0 41.0

43.0 42.0

42

41

43

Purata nilai titik lembut = (42 + 41 + 43) / 3

= 42 °C

JADUAL D6 : Keputusan Ujian Kelikatan Kinematik Bagi Asfalt

Komponen Nilai

Pekali

Masa yang diambil, s

0.931

268.8 s

Nilai kelikatan kinematik = pekali x masa (s)

= 0.931 x 268.8

= 250.1 centistoke

74

JADUAL D7 : Keputusan Ujian Graviti Tentu Pukal Sampel

Bil

Sampel

%

Bitumen

(Berat)

%

Habuk

(Berat)

Tinggi

Sampel

Berat

Sampel

Kering

Berat

Sampel

Basah

Berat

Sampel

Tepu

Ujian Rayapan Statik

41 5.4% 0% 68.42 mm 1233.7 g 546.8 g 1247.2 g

41 5.4% 30% 64.98 mm 1131.1 g 551.9 g 1149.3 g

43 5.4% 60% 72.76 mm 1225.8 g 565.9 g 1239.8 g

44 5.8% 100% 76.26 mm 1235.8 g 523.5 g 1246.8 g

Ujian Rayapan Dinamik

45 5.4% 0% 68.79 mm 1224.9 g 563.9 g 1265.3 g

46 5.4% 30% 70.11 mm 1221.0 g 584.2 g 1233.5 g

47 5.4% 60% 74.14 mm 1238.3 g 579.8 g 1251.7 g

48 5.8% 100% 75.35 mm 1263.0 g 546.4 g 1273.1 g

Graviti tentu pukal sampel 41 = 1233.7 / (1247.2 - 546.8)

= 1.76

Graviti tentu pukal sampel 42 = 1131.1 / (1149.3 - 551.9)

= 1.90

Graviti tentu pukal sampel 43 = 1225.8 / (1239.8 - 565.9)

= 1.82

Graviti tentu pukal sampel 44 = 1235.8 / (1246.8 - 523.5)

= 1.71

Graviti tentu pukal sampel 45 = 1224.9 / (1265.3 - 563.9)

= 1.75

Graviti tentu pukal sampel 46 = 1221.0 / (1233.5 - 584.2)

= 1.88

Graviti tentu pukal sampel 47 = 1238.3 / (1251.7 - 579.8)

= 1.84

Graviti tentu pukal sampel 48 = 1263.0 / (1273.1 - 546.4)

= 1.74