Test Marshall

Laporan Praktikum Perkerasan Jalan RayaBab 9 Test MarshallKelompok XIII

BAB 9

TEST MARSHALL

9.1. Tujuan Percobaan

Pemeriksaan campuran bitumen dengan alat Marshall dimaksudkan untuk

menentukan ketahanan (stabilitas) terhadap kelelahan plastis pada campuran

bitumen. Nilai stabilitas adalah jumlah muatan yang dibutuhkan untuk

menghancurkan campuran bitumen (kemampuan ketahanan untuk menerima

beban sampai kelelahan plastis) yang dinyatakan dalam kg atau pound.

Nilai flow (kelelahan plastis) adalah keadaan perubahan bentuk dari bahan contoh

sampai batas leleh yang dinyatakan dalam mm.

9.2. Peralatan

Peralatan yang dibutuhkan dalam Marshall test adalah:

1. Water bath.

2. Termometer 100 oC.

3. Jangka sorong.

4. Alat uji Marshall, yang terdiri dari :

a. Kepala penekan (breaking head)

b. Cincin penguji (proving ring)

c. Alat pengukur alir (flow)

5. Keranjang.

6. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gr.

7. Bak berisi air.

8. Curing waterbath.

69


9.3. Gambar Alat

Gambar 9.1. Alat Percobaan Test Marshall

Keterangan :

1. Alat Pengukur Stabilitas

2. Alat Pengukur alir (flow)

3. Cincin Penguji (Proving Ring)

4. Waterbath

70

4

3

2

1


9.4. Bahan

Bahan yang digunakan dalam Marshall test adalah

1. Campuran bitumen + agregat yang telah dikeluarkan dari mould

2. Air

Benda uji yang digunakan adalah diambil dari hasil percobaan job mix design,

benda uji ini adalah campuran bitumen + agregat yang telah dikeluarkan dari

mould, Benda uji berjumlah 15 buah dengan kadar bitumen berbeda-beda.

9.5. Cara kerja

1. Membersihkan semua benda uji dari kotoran yang menempel.

2. Memberi urutan pada benda uji sesuai kadar bitumen.

3. Mengukur ketebalan semua benda uji dengan jangka sorong pada empat sisi

yang berbeda.

4. Menimbang semua benda uji diudara.

5. Merendam semua benda uji selama 24 jam pada suhu ruangan.

6. Benda uji dikeluarkan dari air dan dilap permukaannya.

7. Menimbang semua benda uji dalam keadaan kering permukaan untuk

mendapatkan berat jenuh.

8. Menimbang semua benda uji dalam air untuk mendapatkan berat semu.

9. Memasukan semua benda uji kedalam waterbath pada suhu 60oC selama 30

menit.

10. Mengambil benda uji dari waterbath dan memasang pada segmen bawah

kepala penekan.Kemudian memasang segmen atas dan meletakkan

keseluruhannya pada mesin uji Marshall. Proses mengambil benda uji sampai

pengujian pada mesin uji Marshall tidak lebih dari 30 detik, untuk menjaga

suhunya tetap 60oC.

71


11. Menaikkan kepala penekan benda uji sehingga menyentuh alas dari cincin

penguji kemudian mengatur kedudukan jarum tekan berimpit angka nol

sebelum memberikan pembebanan.

12. Memasang arloji kelelahan (flowmeter) pada tempatnya dan mengatur

penunjuk angka berimpit angka nol.

13. Memberikan pembebanan dengan cara menekan/menghidupkan mesin

Marshall dengan kecepatan 50 mm/menit sampai pembebanan maksimum

yang ditunjukkan dengan runtuhnya benda uji (jarum penunjuk berbalik arah).

14. Mencatat pembebanan maksimum pada arloji atas dan kelelahan (flow) pada

arloji bawah.

15. Melakukan kembali langkah kerja 10-14 pada benda uji lainya.

72


9.6. Flow Chart

Gambar 9.2. Alur Kerja Percobaan Test Marshall

Mengulangi langkah kerja 10-14 pada benda uji lainnya.

SELESAI

MULAI

Benda uji (hasil percobaan job mix)

Mengukur ketebalan benda uji

Menimbang berat benda uji

Merendam selama 24 jam, suhu ruang

Mengeluarkan benda uji dari air

Menimbang benda uji dalam keadaan jenuh

Menimbang dalam air

Memasukkan benda uji dalam waterbath, dengan suhu 60oC selama 30 menit

Mengambil benda uji dari waterbath dan memasang pada segmen bawah kepala penekan. Kemudian memasang segmen atas dan meletakkan keseluruhannya pada

mesin uji Marshall.

Menjalankan mesin dengan kecepatan 50 mm/menit

Mencatat flow dan stabilitas

Memasang flowmeter pada tempatnya dan mengatur penunjuk angka berimpit angka nol.

73

Laporan Praktikum Perkerasan Jalan Raya 69Bab 9 Test MarshallKelompok XIII

Tabel 9.1. Data Pengujian

Kode sampel

Kadar aspal(%)

Berat di udara(gram)

Berat di air

(gram)

Tebal benda uji(mm)

Rata- rata

(mm)Koreksi

tebalStabilitas

(kg)Flow(mm)

Kering SSD 1 2 3 45.A 5 1108.5 1086.5 515.5 58.2 57.1 57.2 57.5 57.50 1.180 84.0 3.205.B 5 1082.5 1065.5 500.5 58.0 57.7 58.0 57.6 57.83 1.169 76.0 4.555.C 5 1093.7 1074 500 58.1 57.5 57.4 58.1 57.78 1.171 84.5 3.45

5,5.A 5.5 1094.5 1069.5 524.5 56.1 55.9 56.1 56.0 56.03 1.234 63.0 4.105,5.B 5.5 1103.3 1084.5 525 56.7 57.0 56.6 56.7 56.75 1.207 75.0 2.355,5.C 5.5 1091.2 1073.5 518.5 56.1 56.5 56.2 56.6 56.35 1.222 76.0 3.806.A 6 1119 1097.5 548.5 58.3 58.6 57.5 57.5 57.98 1.164 75.0 2.956.B 6 1089.8 1072.5 534.5 55.7 55.7 56.3 56.3 56.00 1.235 73.0 2.906.C 6 1102.5 1088.5 540.5 57.0 57.4 57.2 56.9 57.13 1.193 60.0 4.30

6,5.A 6.5 1117.3 1100.5 542 58.4 58.8 58.3 58.0 58.38 1.150 38.5 4.406,5.B 6.5 1073.6 1059.5 530 56.0 57.1 56.2 55.7 56.25 1.226 52.0 2.106,5.C 6.5 1096.5 1080.3 535.5 55.6 56.3 56.3 56.2 56.10 1.231 55.0 7.307.A 7 1101.8 1085.5 554.5 57.1 57.4 56.8 56.9 57.05 1.196 45.0 2.107.B 7 1117.1 1102.5 553.5 58.1 58.0 58.3 57.9 58.08 1.161 48.0 3.407.C 7 1122.5 1107 572.5 56.9 57.0 57.7 57.6 57.30 1.187 43.0 3.80

74


9.7. Hasil Pengamatan

Perhitungan asphalt absorted by agregat (Pba) = R

Tabel 9.2. Asphalt Absorted by Agregat

Jenis AgregatProporsi Berat Jenis

(%berat) Bulk Apparent

Agregat Kasar (CA) 12.5% 2.503 2.679

Agregat Sedang (MA) 30.0% 2.541 2.749

Agregat Halus (FA) 30.5% 2.694 2.846

Pasir Alam (NS) 27.0% 2.512 2.606

Berat Jenis Rata-rata 2.563 2.720

Berat Jenis Rata-rata Efektif 2.641

*) Lab. Perkerasan Jalan Raya FT UNS

Berat jenis bitumen = 1,04 gr/cc

Berat jenis dari total agregat bulk dry (Gsb)

Gsb

Berat jenis dari total agregat (Gsa)

75

76


Gsa

Berat jenis efektif rata-rata agregat (Gse)

Penyerapan bitumen (Pba)


Tabel 9.3. Analisa Metode Marshall

77

Laporan Praktikum Perkerasan Jalan 78Bab 9 Test MarshallKelompok XIII

Rumus-Rumus

1. Prosentase berat bitumen efektif bitumen terhadap campuran

2. Volume bulk = d – e

3. Berat isi bulk = c/f

4. Berat isi max teoritis =

5. Prosentase volume efektif bitumen

6. Prosentase volume total agregat

7. Prosen total pori

8. Prosen volume pori dari agregat

9. Prosen volume pori terisi bitumen

10. Prosen volume pori dari total campuran

11. Nilai stabilitas setelah dikalibrasi

= o x f.kal x konversi

12. Nilai stabilitas terkoreksi

= p x q

13. Marshall Quotient = r/s

Perhitungan Marshall Test

75


Berat jenis bitumen (Gac) = 1,04 gr/cc

Contoh untuk kadar bitumen 5%

Prosentase berat bitumen terhadap campuran

Prosentase berat bitumen efektif bitumen terhadap campuran

Berat kering benda uji di udara = 1108,5 gram

Berat SSD (kering permukaan/jenuh) = 1086,5 gram

Berat benda uji dalam air = 515,5 gram

Volume bulk = d – e = 571 gram

Berat isi bulk = c/f = 1,941 gram

Berat isi max teoritis =

Prosentase volume efektif bitumen

Prosentase volume total agregat

Prosen total pori

Prosen volume pori dari agregat

Prosen volume pori terisi bitumen

Prosen volume pori dari total campuran


Pembacaan stabilitas = 84 lb

Nilai stabilitas setelah dikalibrasi

= o x f.kal x konversi

= 84 x 22 x 0,4536

= 836,595 kg

Koreksi tebal = 1,18

Nilai stabilitas terkoreksi

= p x q = 836,595 x 1,18 = 987,182 kg

Pembacaan flow = 3,20 mm

Marshall Quotient= r/s = 987,182/3,20= 308,494 kg/mm

Tabel 9.4. Hubungan Kadar Bitumen dengan Stabilitas Pori, Flow, Density Bulk

dan Marshall Quotient

K bitumen Stabilitas Pori Flow

Bulk Density Marshall Q

% Kg % mm gr/cc kg/mm5 952,497 23,871 3,73 1,921 262,866

5,5 866,885 20,856 3,42 1,982 271,9516 826,694 18,530 3,38 2,025 256,705

6,5 583,400 18,400 4,60 2,014 164,959

7 532,997 15,501 3,10 2,070 184,040

9.8 Pembahasan


Grafik 9.1. Hubungan Stabilitas dengan Kadar Bitumen

Dari grafik 9.1 hubungan stabilitas dan kadar bitumen di atas, terlihat

bahwa nilai stabilitas semakin berkurang dengan kadar aspal yang semakin

bertambah, hal ini menunjukkan bahwa kebutuhan aspal suatu campuran sudah

berlebih sehingga aspal beton menjadi lebih lunak sehingga membuat kekuatan

atau stabilitas menjadi lemah.

Berdasarkan spesifikasi nilai stabilitas yang memenuhi persyaratan yaitu

sebesar >500 kg. Dari hasil percobaan semua kadar aspal memenuhi syarat yang

ditentukan.

Grafik 9.2. Hubungan Pori dengan Kadar Bitumen

78


Dari grafik 9.2 hubungan pori dan kadar bitumen di atas, pada

penambahan kadar bitumen 5,5%, 6%, 6,5% dan 7 % nilai pori mengalami

penurunan berturut-turut sebesar 3,06%, 2,36%, 0,11% dan 2,95%. Sehingga

dapat disimpulkan bahwa semakin besar kadar bitumen yang digunakan semakin

menurun nilai pori.

Berdasarkan spesifikasi nilai pori yang memenuhi persyaratan yaitu

sebesar 3%-5%. Dari hasil percobaan tidak ada yang memenuhi persyarat

tersebut.

Grafik 9.3. Hubungan Flow dengan Kadar Bitumen

Dari grafik 9.3 hubungan flow dan kadar bitumen di atas, pada

penambahan kadar bitumen 5,5%, dan 6% mengalami penurunan sebesar 0,31

mm, dan 0,04 mm. Pada penambahan kadar bitumen 6,5% nilai flow mengalami

peningkatan sebesar 1,22 mm terhadap nilai flow kadar bitumen 6% . Kemudian


pada penambahan kadar bitumen 7% nilai flow mengalami penurunan sebesar

1,5 mm terhadap nilai flow kadar bitumen 6,5%.

Berdasarkan spesifikasi nilai flow yang memenuhi persyaratan yaitu

sebesar 2-4 mm. Dari hasil percobaan, kadar bitumen yang memenuhi syarat

adalah 5%, 5,5%, 6%, dan 7%.

Grafik 9.4. Hubungan Density Bulk dengan Kadar Bitumen

Dari grafik 9.4 hubungan density bulk dan kadar bitumen di atas, pada

penambahan kadar bitumen 5,5% dan 6% nilai density bulk mengalami

peningkatan berturut-turut sebesar 0,06 kg dan 0,05kg. Pada penambahan kadar

bitumen 6,5% nilai density bulk mengalami penurunan sebesar 0,02 kg terhadap

nilai density bulk kadar bitumen 6% . Kemudian pada penambahan kadar bitumen

7% nilai density bulk mengalami peningkatan sebesar 0,06 kg terhadap nilai

density bulk kadar bitumen 6,5%.

Berdasarkan spesifikasi nilai density bulk yang memenuhi persyaratan

yaitu sebesar 2-3 gr/cc. Dari hasil percobaan yang memenuhi persyaratan adalah

kadar bitumen 6 %, 6,5 %, dan 7 %.


Grafik 9.5. Hubungan Marshall Quotient dengan Kadar Bitumen

Dari grafik 9.5 hubungan Marshall Quotient dan kadar bitumen di atas,

pada penambahan kadar bitumen 5,5%, mengalami peningkatan sebesar 9,1

kg/mm. Pada penambahan kadar bitumen 6% dan 6,5 % nilai Marshall Quotient

mengalami penurunan sebesar 15,28 kg/mm dan 91,91 kg/mm terhadap nilai

Marshall Quotient kadar bitumen 5,5% dan 6% . Kemudian pada penambahan

kadar bitumen 7% nilai stabilitas mengalami peningkatan sebesar 19,12 kg/mm

terhadap nilai Marshall Quotient kadar bitumen 6,5%

Berdasarkan spesifikasi nilai Marshall Quotient yang memenuhi

persyaratan yaitu sebesar 200-350 kg/mm. Dari hasil percobaan yang memenuhi

syarat tersebut adalah pada kadar bitumen 5%, 5,5%, dan 6%.

Perhitungan mencari x optimum berdasarkan Grafik 9.1 :y = -37.979x2 + 480.42x + 753.67dy/dx = 0-75,82x + 480,84 = 0x = 6,34Dari grafik di atas didapatkan nilai x optimum = 6,34 %

y = -16.17x2 + 141.06x – 27.508 R2 = 0.7321


Tabel 9.5. Hubungan Penggunaan Kadar Bitumen dalam Percobaan Marshall Test

1 Stabilitas (kg) min 550 kg2 Pori (%) 3 - 5%3 Density (gr/cc) 2 - 3 gr/cc4 Flow (mm) 2 - 4 mm5 Marshall Quotient (kg/mm) 200 - 350 kg/mm

NO Kriteria Spesifikasi5.00 5.50 6.00 6.50 7.00Kadar Aspal (%)

9.9. Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian Marshall didapat kadar bitumen optimum dengan

hasil sebagai berikut:

Tabel 9.6. Hasil Percobaan Marshall Test

Sifat Campuran Hasil Spesifikasi

Kadar Bitumen

Stabilitas

Pori

Density Bulk

Flow

Marshall Quotient

6,34 %

705,047 kg

18,465 %

2,0195 gr/cc

3,99 mm

210,835kg/mm

5-7 %

Min 550 kg

3-5 %

2-3 gr/cc

2-4 mm

200 - 350 kg/mm

9.10. Saran

1. Dalam menimbang benda uji hendaknya dilakukan dengan penuh ketelitian.

2. Dalam pembacaan dial hendaknya dilakukan dengan penuh ketelitian.

3. Pada waktu pemadatan, suhu campuran agregat dan bitumen diusahakan tidak

boleh kurang dari 1250C.

4. Pada waktu pemadatan, jatuhnya temper harus tegak lurus dan konstan.

Documents

Test Marshall