MODUL 9

PEMERIKSAAN CAMPURAN ASPAL DENGAN ALAT MARSHALL

(AASHTO T-245-74)

(ASTM D-1559-62)

1. TujuanPemeriksaan ini bertujuan untuk mengetahui ketahanan ( stabilitas ) campuran

aspal yang dibuat berdasarkan perhitungan proporsi agregat, terhadap kelelehan plastis yang bisa diketahui dengan pengujian menggunakan Alat Marshall.

2. Dasar TeoriKetahan (stabilitas) adalah kemampuan suatu campuran aspal untuk menerima

beban sampai terjadi kelelehan plastis yang dinyatakan dalam kilogram atau pound. Sedangkan kelelehan plastis ialah keadaan perubahan bentuk suatu campuran aspal yang terjadi akibat suatu beban sampai batas runtuh yang dinyatakan dalam milimeter atau 0,01” .

Rancangan campuran berdasarkan metode Marshall ditemukan oleh Bruce Marshall, dan telah distandarisasi oleh ASTM ataupun AASHTO melalui beberapa modifikasi, yaitu ASTM D 1559-76, atau AASHTO T-245-90. Pengujian Marshall dilakukan untuk mengetahui nilai stabilitas dan kelelehan (flow), serta analisa kepadatan dan pori dari campuran padat yang terbentuk. Dalam hal ini benda uji atau briket beton aspal padat dibentuk dari gradasi agregat campuran tertentu, sesuai spesifikasi campuran. Metode Marshall dikembangkan untuk rancangan campuran aspal beton. Sebelum membuat briket campuran aspal beton maka perkiraan kadar aspal optimum dicari dengan menggunakan rumus pendekatan. Setelah menentukan proporsi dari masing-masing fraksi agregat yang tersedia, selanjutnya menentukan kadar aspal total dalam campuran. Kadar aspal total dalam campuran beton aspal adalah kadar aspal efektif yang membungkus atau menyelimuti butir-butir agregat, mengisi pori antara agregat, ditambah dengan kadar aspal yang akan terserap masuk ke dalam pori masing-masing butir agregat. Setelah diketahui estimasi kadar aspalnya maka dapat dibuat benda uji. Untuk mendapatkan kadar aspal optimum umumnya dibuat 15 buah benda uji dengan 5 variasi kadar aspal yang masing-masing berbeda 0,5%. Sebelum dilakukan pengujian Marshall terhadap briket, maka dicari dulu berat jenisnya dan diukur ketebalan dan diameternya di tiga sisi yang berbeda. Melakukan uji Marshall untuk mendapatkan stabilitas dan kelelehan (flow) benda uji mengikuti prosedur SNI 06-2489-1991 AASHTO T245-90. Parameter Marshall yang dihitung antara lain: VIM, VMA, VFA, berat volume, dan parameter lain sesuai parameter yang ada pada spesifikasi campuran. Setelah semua parameter briket didapat, maka digambar grafik hubungan kadar aspal dengan

parameternya yang kemudian dapat ditentukan kadar aspal optimumnya. Kadar aspal optimum adalah nilai tengah dari rentang kadar aspal yang memenuhi Marshall test modifikasi. Modifikasi alat Marshall ini terletak pada alat pemegang benda uji. Kalau pada uji Marshall konvensional benda uji merupakan silinder dengan diameter 10 cm, maka pada alat Marshall modifikasi ini benda uji berupa balok yang terbuat dari campuran beton aspal.

3. Peralatan

a. Timbangan, dengan kapasitas 0,1 kg

b. Kompor gas

c. Wajan tembaga + spatula + penjepit

d. Cawan besar

e. Cawan berukuran kecil

f. Cetakan benda uji lengkap dengan pelat alas dan leher sambung

g. Kuas

h. Penumbuk

i. Extruder

j. Bak berukuran besar untuk menampung air

k. Keranjang kawat

l. Neraca pegas

m. Lap

n. Saringan sebagai alas benda uji pada saat proses perendaman

o.[n.] Alat uji Marshal

4. Benda uji a. Agregat halus 975 gram untuk satu cetakanb. Agregat kasar 525 gram untuk satu cetakanc. Aspal dengan kadar 4 %, 4,5%, dan 5 % dari berat total agregat

5. Prosedur Praktikuma. Timbang masing-masing agregat sesuai dengan persentase yang telah dihitung

sebelumnya;b. Panaskan aspal yang memadat dengan kompor hingga cair lalu tuangkan ke dalam

tiga cawan masing-masing dengan takaran 4%, 4,5%, 5% dari berat total agregat untuk satu cetakan (1500 gr);

c. Masukan agregat halus terlebih dahulu ke wadah yang berada tepat di atas nyala api kompor. Panaskan agregat halus lalu aduk-aduk dengan menggunakan spatula, setelah beberapa saat lalu masukkan agregat kasar lalu aduk secara merata;

d. Campurkan aspal cair yang berkadar 4% dari berat agregat dengan menuangkan ke dalam campuran aagregat tadi dengan menuangkan 1/3 dari jumlah aspal dalam cawan dulu lalu aduk kembali secara merata, lalu tuangkan 1/3 kembali dan aduk lagi secara merata dan 1/3 terakhir sampai aspal habis dan tercampur merata dengan campuran agregat;

e. Masukkan campuran tersebut ke dalam cetakan silinder yang telah diberi alas kertas dan telah dilumasi dengan oli dibagian dalam dan sambungannya sebanyak 1/3 dari banyaknya agregat lalu tusuk sebanyak 25 kali dengan tongkat baja;

f. Lakukan hal yang sama saat silinder terisi 2/3 dan 3/3 dari jumlah jumlah agregat;g. Beri alas pada bagian permukaan campuran Kemudian tumbuk benda uji dengan

alat penumbuk sebanyak 75 kali;

h. Lepas cetakan dari alat penumbuk lalu diamkan beberapa saat, setelah itu keluarkan aspal dari cetakan secara hati-hati menggunakan dongkrak;

i. Lakukan prosedur a-h untuk aspal dengan kadar 4,5% dan 5% dari berat total agregat

j. Lalu simpan cetakan ketiga campuran aspal yang tercetak selama 24 jam;k. Setelah 24 jam ukur tinggi, diameter dan berat dari ketiga campuran cetak;l. Rendam di dalam air selama 30 menit;m. Lalu timbang benda uji di dalam air dengan menggunakan keranjang dan neraca

pegasn. Keringkan permukaan benda uji menggunakan lap kering lalu timbang kembali

beratnya;o. Bersihkan alat marshal yang telah digunakan sebelumnya;p. Letakkan benda uji di atas kepala penekan yang ada pada alat marshall;q. Atur dial agar ada pada keadaan nol;r. Setelah itu tekan tombol up bertujuan untuk memberi pembebanan pada benda uji

dengan kecepatan tetap sekitar 50mm/menit sampai pembebanan maksimal tercapai;

s. Apabila telah terlihat keruntuhan pada benda uji tekan tombol stop pada alat marshall lalu catat nilai hasil pembacaan dialnya.

[t.] [u.]

6. Pelaporan

PEMERIKSAAN CAMPURAN ASPAL DENGAN ALAT MARSHALL

Kelompok : 7 Tanggal : 13 Desember 2015Anggota : Yudi Finandra Asisten Laboratorium : 1. Supian

Saeful Irman 2. Zaenal Mustopa Fikri Febriansyah 3. Moch IqbaTrifaisal Rizal Prasetio Mohammed Fatkhu Rozak Ardhi Khulfah Nur Amalina Rohmah Tanti Restiyanti

Universitas : Jenderal Achmad Yani

PEMERIKSAAN CAMPURAN ASPAL DENGAN ALAT MARSHALL

(AASTHO T-245-74)

(AASTM D-1559-62)

Campuran Agregat yang Digunakan

Dari modul 8 didapat kesimpulan bahwa metode yang digunakan adalah metode

grafis. Serta diperoleh proporsi agregat kasar sebanyak 35% dan agregat halus sebanyak

65%, dengan total agregat yang digunakan adalah 1500 gram. Didapat kesimpulan

bahwa:

- Agregat Kasar = 35% x 1500 = 525 gram

- Agregat Halus = 65% x 1500 = 975 gram

Kadar Aspal yang Digunakan

Diambil tiga sampel dengan tiga presentase, diantaranya 4%, 4.5%, dan 5%

sebagai berikut:

- 4% x 1500 = 60 gram + berat cawan = 12 gram, total berat = 72 gram.

- 4.5% x 1500 = 67.5 + berat cawan = 31 gram, total berat = 98.5 gram.

- 5% x 1500 = 75 gram + berat cawan = 34 gram, total berat = 109 gram.

Hasil Percobaan

Kadar Aspal (%)

Tinggi (cm)

Diameter (cm)

Berat (gram)

Volume (cm3)

44.55

97.89.2

101010

125911081317

706.858612.611722.566

Volume:

V= 14x π x D2 x t

- 4% 14x π x102 x9=706,858 cm3

- 4.5% 14x π x102 x7,8=612,611cm3

- 5% 14x π x102 x9,2=722 ,566 cm3

Berat Benda Uji

Kadar Aspal (%)

Berat Kering (gram)

Berat Dalam Air

(gram)

Berat SSD (Kadar Jenuh)

(gram)

Berat Isi (gr/cm3)

44.55

125911081317

120011001300

125611291332

1,7811,8091,823

Berat Isi= Berat KeringVolume

- 4% 1259 gram

706,858 cm3 =1,781 grcm3

- 4.% 1108 gram

612,611cm3=1,809 grcm3

- 5% 1317 gram722,566 cm3 =1,823 gr

cm3

Perhitungan Berat Jenis dan Rongga Campurana. Kadar Aspal 4%

= Berat bendauji kering

Berat SSD−Berat dalamair= 1259 gram

1259gram−1200 gram=22,482

b. Kadar Aspal 4.5%

= Berat bendauji kering

Berat SSD−Berat dalamair= 1108 gram

1129gram−1100 gram=38,207

c. Kadar Aspal 4%

= Berat bendauji kering

Berat SSD−Berat dalamair= 1317 gram

1332gram−1300 gram=41,156

Berat Jenis Efektif Agregat

Berat jenisagregat bulk+Berat jenisagregat semu2

a. Agregat Kasar

= 1,983+2,224

2=2,104

b. Agregat Halus

= 2+4,25

2=3,125

Menghitung Berat Jenis Maksimum Campuran Teoritis

100

( Σ%Agregat dalamcampuranBerat jenisefektif agregat )+(%Aspal dalamcampuranBerat jenisaspal

)

a. Persentase 4%

¿ 100

( 35 %2,104

+ 65 %3,125 )+( 4 %

1,0277)=2,420

b. Persentase 4.5%

¿ 100

( 35 %2,104

+ 65%3,125 )+( 4,5 %

1,0277)=2,391

c. Persentase 5%¿ 100

( 35 %2,104

+ 65%3,125 )+( 5 %

1,0277)=2,364

Persentase Aspal Terhadap Campuran (%)Persenaspal terhadap agregat%Aspalterhadap agregat+100

x 100

a. Persentase 4%

= 4

4+100x100=3,846

b. Persentase 4.5%

= 4,5

4,5+100x 100=4,306

c. Persentase 5%

= 5

5+100x100=4,762

Analisis data untuk uji Marshall

Kadar Apal (%) Nilai Stabilitas

44.55

3,854,314,76

Persyaratan campuran aspal (Peraturan No.025/T/B.M/1909-Departemen PU)

sifat-sifat latasir Lataston laston campuran A B L AUS L PON L AUS L PONPenyerap aspal % berat 20 1.7

campuran kadar aspal Makssesuai dengan persyaratan yang harus dipenuhi dalam tabel ini

total % berat campuran jumlah tumbukan marshall 2 x tiap 50 75 112Permukaan

rongga dalam campuran (VIM) % min 3 3 3 maks 6 6 8rongga diantara mineral agregat(VMA)% Min

30 18 16

rongga terisi aspal

lalu

lint

as

_1000000 ESA Min jangan 65

Maks

_500000 ESA Min

digunakan untuk 68

_1000000 ESA Maks lalu lintas berat

_5000000 ESA Min 75

Maksstabilitias marshall kg Min 200 800 1800 Maks 850 _ Min 2 3 Maks 3 _Hasil bagi marshall kg/mm Min 80 200 Maks _Stabilitas sisa perendam Min 7524 jam pada suhu 60 ͦ C % Maks _Pemadatan dengan kepadatan mutlak

Jumlah tumbukan marshall 2 x tiap penumbukan Jangan 400 600

rongga dalam

lalu

lint

as

_1000000 ESA Min

digunakan untuk 3

campuran(kepadatan

_500000 ESA MIn lalu lintas berat 4

mutlak) %_1000000 ESA

Lihat catatan 2_5000000 ESA Min 1

Perhitungan volumetric campuran

Keterangan:

Vma=volume rongga di dalam agregat(VMA)

Vmb=Volume baik dari campuran padat

Vmm=Volume campuran yang tidak berongga

V+a=Volume rongga yang terisi aspal(V+B)

Va=Volume rongga didalam campuran(VIM)

Vb=Volume aspal didalam campuran

Vba=Volume aspal yang terserap kedalam agregat

Vsb=Volume agregat (untuk menghitung berat jenis bulk)

Vsa=Volume agregat(untuk menghitung berat jenis efektif)

Perkiraan Kadar Butiran Efektif

Pb = ¿= ¿= 5,15

Berat Jenis Beton Aspal yang Belum Dipadatkan (GMM)GMM =

100

{ %Agregat KasarBerat Jenis Efektif Agregat Kasar

+ %Agregat HalusBerat Jenis Efektif Agregat Halus

+ PbBerat Jenis Aspal }

= 100

{ 352,104

+ 653,125

+ 5,151,0277 }

= 2,356

Berat Jenis (s) = (%Agregat Kasar+%Agregat Halus)

[ %Agregat KasarBerat Jenis Bulk Agregat Kasar ]+[ %Agregat Halus

Berat JenisBulk Agregat Halus ]=

(35+65)

[ 351,983 ]+[ 65

2 ]= 1,994

Berat Jenis Efektif (t) = (100−Pb)

[ 100GMM ]+[ Pb

Berat Jenis Aspal ]=

(100−5,15)

[ 1002,356 ]+[ 5,15

1,0277 ]= 1,999

Absorpsi Aspal (v) =

100 x [(Berat Jenis Efektif Agregat−Berat JenisBulk )(Berat Jenis Efektif Agregat+Berat JenisBulk ) ]x Berat Jenis Aspal

= 100 x [(5,229−3 ,983)(5,229 3 ,983) ] x1,0277

= 13,9 6,148 % = 0,139%Perhitungan selanjutnya menggunakan tabel

Nomor Kadar Aspal Berat Benda Uji Isi Benda Kepadatan

Sampel

Terhadap Berat

Campuran(%)

Uji (cc) (t/m3)Kering (gram)

SSD (gram)

Dalam Air

(gram)

(a) (b) (c) (d) (e) (f=d-e) (g=c/f)1.2.3.

4%4.5%5%

125911081317

125611291332

120011001300

562932

22,48238,20741,156

Berat Jenis Campuran Maximal

Rongga Diantara Agregat(VMA)

Rongga Tahapan Campuran

(VIM)

Rongga Terisi Aspal(VFB)

h = 100

(100−b)/ t+ bv

i = 100 – ((100 – b ) x gs

)j = 100 – ( g x

100h ) k = 100 x (i-j)/i

2,05446,3822,061612,4322,06881483

-982,383-1729,874-1860,792

- 994,3022843,829- 1753,2603-

1471,012- 1889,35621557,511

14,10414,96416,298

StabilitasKelelehan

(MM)Hasil Bagi Marshall

Kadar Aspal Efektif(%)

Beban Pada Alat

Kalibrasi proving

Setelah dikoreksi

(kg)

l m h = l x m o p = n/o q = b – ((V x (100-b))/100

3,322,683,54

1155,971155,971155,97

3837,8203097,9994092,134

---

---

- 1.902081.37134

0.84069.344- 8.775

- 8.205

Grafik hubungan kadar aspal dengan stabilitas

3 4 5 60

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

R² = 1

GRAFIK HUBUNGAN KADAR ASPAL DENGAN STABILITASPolynomial (GRAFIK HUBUNGAN KADAR ASPAL DENGAN STABILITAS)

Kadar Aspal %

Stab

ilita

s Set

elah

Dik

orek

si

Grafik hubungan kadar aspal dengan berat isi

3 4 5 60

5

10

15

20

25

30

35

40

45

GRAFIK HUBUNGAN KADAR ASPAL DENGAN BERAT ISI

Kadar Aspal %

Bera

t Isi

t/m

3

Penentuan kadar aspal optimum (optimum bitumen contant)

Stabilitas Spesifikasi

Bitumen conten (%)4% 4.50% 5%

minimal maksimalBerat isi minimal 1500 4% 5%

22,482 38,207 41,156

7. Catatana. Pada saat mencampur aspal dan agregat usahakan aspal tercampur secara merata

ke seluruh permukaan agregat.b. Pada saat penumbukan yang 25 kali dengan tongkat baja pemukulan dilakukan 15

kali m memutar di pinggir cetakan dan 10 kali memutar di bagian tengah.c. Pada saat mengeluarkan benda uji dengan menggunakan dongkrak harus dilakukan

secara perlahan agar tidak mengalami keruntuhan dan tetap utuh, serta pada saat mengangkat harus hati hati agar tidak terjadi keruntuhan yang diakibatkan saat mengangkat.

d. Pada saat menimbang di dalam air keranjang untuk mengangkat benda uji jangan sampai terkena permukaan dasar air.

e. Sebelum menggunakan alat marshal bersihkan terlebih dahulu tempat menyimpan benda uji pada alat marshall.

8. Terminologia. Absorpsi aspal dalam kimia, adalah suatu fenomena fisik atau kimiawi atau suatu

proses sewaktu atom, molekul, atau ion aspal memasuki suatu fase limbak (bulk) lain yang bisa berupa gas, cairan, ataupun padatan.

b. Alat marshal adalah alat yang berfungsi untuk mengukur ketahanan campuran beton aspal menahan beban lentur dengan cara ”three point bending test”. Dari tes ini sekaligus akan dapat diukur lendungan maksimum yang bisa ditahan, serta proses penjalaran retak sebelum benda uji mengalami keruntuhan.

c. VIM (Voids in Mineral) adalah volume pori /rongga diantara partikel agregat yang diselimuti aspal dalam campuran yag telah dipadatkan , yang dinyatakan dalam (%) terhadap volume total campuran.

d. VMA (Voids in Mineral Aggregates), dalah volume pori diantara agregat campuran yang telah dipadatkan , termasuk pori yang terisi oleh aspal, yang dinyatakan dalam ( % ), terhadap volume total campuran.

e. Marshall quotient adalah angka yang menyatakan tingkat kelenturan ( flexibility) suatu campuran.

9. Kesimpulan

Tabel penentuan Kadar Aspal Optimum (Optimum Bitumen Contoh)

spesifikasiBitumen

content (%)Kadar aspal

Min Max 4% 4.5 % 5%Stabilitas (kg) Min 1800 4 5Rongga diantara mineral agregat VMA( %)

min 16 4 5

Rongga dalam campuran VIM(%) Min 3 4 5Max 8

Berdasarkan perhitungan dari hasil grafik maka bisa di tarik kesimpulan bahwa ada beberapa data yang nilainya tidak rasional atau tidak sesuai dengan keadaan di lapangan. Hal ini terjadi karena adanya kesalahan pada alat, dan proses pelaksanaan ketika praktikum ( Human Error).

Maka dari itu hanya dapat menghitung 2 grafik hubungan, yaitu grafik antara kadar aspal dengan stabilitas dan kadar aspal dengan berat isi. Maka dapat disimpulkan nilai kadar aspal optimum antara 0.8406%o,84 - 1.90208%. Hhuman error yang dimaksud adalah kesalahan dalam membaca dialarloji dan ketelitian alat yang digunakan untuk menimbang benda uji dalam air. Selain itu ada kekurangan dari alat yaitu alat marshall tidak memunculkan nilai kelelehan aspal sehingga nilai kelelehan dan nilai hasil bagi marshall itu tidak ada.

Kesalahan pada alat uji.Tidak dapat terbuatnya grafik hubungan antara kadar aspal dan flow.Kesalahan pengguna alat ( Human error )Mengakibatkan tidak bisa mendapatkan nilai VIM, dan VMA.Hasil yang didapatkan ketika uji pada alat marshall pada kadar aspal 4% adalah sebesar 3,32 , pada kadar aspal 4,5% adalah sebesar 2,68 , dan pada kadar aspal 5% adalah sebesar 3,54. Terjadi penurunan di kadar aspal 4,5%, disebabkan karena proporsi campuran agregat yang digunakan kurang proporsionaltidak menggunakan hasil praktikum dari modul 3, 4, dan 5, sehingga bentuk aspal yang dihasilkan tidak begitu baik, dan proses penumbukan yang tidak stabil.