PERBANDINGAN LAMA RENDAMAN CAMPURAN ASPAL AC-WC DENGAN MEMAKAI AIR LAUT DAN AIR TAWAR TERADAP KARAKTERISTIK MARSHALL
PERBANDINGAN LAMA RENDAMAN CAMPURAN ASPAL AC-WC DENGAN MEMAKAI AIR LAUT DAN AIR TAWAR TERADAP KARAKTERISTIK MARSHALL TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Melengkapi Tugas-Tugas Dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara
T. CUT AHMAD FADIL 08 0404 019
Dosen Pembimbing:
Ir. INDRA JAYA PANDIA, MT NIP: 19560618 198601 1 00 1 BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
ABSTRAK
Perkerasan jalan di Indonesia umumnya mengalami kerusakan awal (kerusakan dini) antara lain diakibatkan pengaruh temperatur (cuaca), air. Pada musim hujan, banyak jalan di Indonesia terendam oleh air laut maupun air laut yang diakibatkan oleh banjir rob bagi jalan yang letaknya di pesisir pantai dan tak jarang menimbulkan kerusakan pasca kejadian alam tersebut. Maka sebab itu perlu dilakukan penelitian untuk melihat pengaruh yang terjadi akibat kejadian alam tersebut terhadap perkerasan jalan.
Maksud dari penelitian ini untuk mengetahui seberapa besar pengaruh yang terjadi terhadap karakteristik aspal AC-WC melalui marshall test yang di rendam oleh dua jenis zat cair yaitu air laut dan air tawar dengan menggunakan aspal penetrasi 60/70. Campuran yang digunakan pada penelitian ini terdiri dari campuran yang diperuntukkan untuk (ACWC) yaitu terdiri dari CA, MA, FA, dan NS dengan aspal penetrasi 60/70. Karakteristik yang diukur dengan menggunakan alat Marshall adalah stabilitas, kelelehan, marshall quotient (MQ), void in mix (VIM), serta void in mineral aggregate (VMA).
Dalam penelitian ini dilakukan dua jenis zat cair yang digunakan untuk perendaman yaitu air laut dan air hujan dengan waktu perendaman untuk masing- masing zat cair tersebut, air laut yaitu 2 x 24 jam, 3 x 24 jam, dan 4 x 24 jam dan air hujan yaitu 2 x 24 jam, 3 x 24 jam, dan 4 x 24 jam.
Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa terdapat pengaruh yang diakibatkan perendaman air laut dan air hujan dengan lama perendaman yang sama yaitu 2 x 24 jam, 3 x 24 jam, 4 x 24 jam. Secara keseluruhan, semakin lama campuran aspal baik yang terendam oleh air hujan dan air laut akan berpengaruh pada kinerja perkerasan yang mengakibatkan akan mengalami kehilangan durabilitas atau keawetan dengan bertambahnya lama perendaman. Kehilangan terbesar terjadi pada perendaman air laut dibandingkan air hujan. Kata kunci: air laut, air hujan, lama perendaman, VIM, VMA, MQ, kelelehan, stabilitas
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT, karena berkat Rahmat dan Kuasa- Nya, serta dukungan dari berbagai pihak, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Adapun judul dari Tugas Akhir ini adalah “PERBANDINGAN LAMA
RENDAMAN CAMPURAN ASPAL AC-WC DENGAN MEMAKAI AIR LAUT DAN AIR TAWAR TERHADAP KARAKTERISTIK MARSHALL ”.
Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Strata I (S1) di Bidang Studi Teknik Sumber Daya Air Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan Tugas Akhir ini jauh dari kesempurnaan baik dari segi isi maupun segi bahasa dan cara penyusunannya serta dari segi teori dan perhitungannya, oleh karena itu bersedia menerima kritikan dan saran yang membangun demi hasil yang lebih baik.
Penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya atas bimbingan dan bantuan yang diberikan sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.Ucapan terima kasih penulis ucapkan kepada : 1.
Ayahanda ku tercinta Alm. T. Salahuddin dan Ibunda ku tercinta Saudah, SE yang telah membesarkan, mendidik, selalu mendukung saya dalam do’a, memberikan dorongan material, sepiritual serta memotivasi saya dengan sabar dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Adinda ku tersayang T. Rahmad Mauliddin yang selalu dengan sabar membantu, menemani saya siang dan malam dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
3. Bapak Ir. Indra Jaya Pandia, MT selaku dosen pembimbing sekaligus pengganti orang tua bagi penulis yang telah berkenan meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk membantu, membimbing dan mengarahkan penulis hingga selesainya Tugas Akhir ini.
4. Bapak Zulkarnain A. Muis selaku dosen pembanding/penguji yang telah memberikan kritikan dan nasehat yang membangun dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
5. Bapak Joni H, selaku dosen pembanding/penguji yang telah memberikan kritikan dan nasehat yang membangun dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini dan telah banyak membantu dan membimbing penulis dalam kuliah.
6. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik USU.
7. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik USU.
8. Bapak/Ibu Dosen Staf Pengajar Jurusan Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.
9. Kepada Cut Dara Adilla, T. Daeng Iskandar, T. Firmansyah, Drg. H.
Ridwan Lidan, Sp. Pros, Dr. Yulia Puspita Sari, Sp.M selaku paman nyakwa, dan tante serta keluarga besar T. H. Sulaiman Agam dan keluarga besar Tgk. H. Lidan yang telah mendukung, mendo’akan, membantu, dan memotivasi penulis dari masa kuliah sampai terselesainya Tugas Akhir ini.
10. Kepada cecek ku Nurhayati, abang ku Ibrahim Bahjurit yang telah menemani, membantu, menjaga ku hingga tumbuh besar serta abang, kakak, dan adik-adik sepupu tersayang baik dari keluarga besar T. H. Sulaiman Agam dan keluarga besar Tgk. H. Lidan yang tidak dapat disebutkan namanya satu persatu yang telah mendukung, mendoakan, penulis dalam menyelesaian Tugas Akhir ini.
11. Bang Dian, bang Gondrong, bang Dedi, bang gunawan, bang afis 07 yang telah membantu, mengajar, dan meluangkan waktunya untuk penulis dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.
12. Semua sahabat-sahabat ku khususnya kepada Aris Munandar, Muazzi, Dedi, Khatab, Imam, Amec, Riza, Al, Andy, Denny, Hafizh, Fadhlan, Nelwan, Berry, Hafiz, Siddik, dan Fuad yang telah memberikan dukungan dalam pengerjaan TugasAkhir ini.
13. Teman-teman sejawat 08 Teknik Sipil USU yang telah memberikan semangat dan bantuan Danny, Khaidir, Galih, Topan, Robi, Mustapa, Doni,dan banyak lagi yang tidak bias disebutkan satu persatu.
14. Adik-adik Teknik Sipil USU yang telah membantu dan memberi semangat kepada penulis; Arifgumit 11, Rico 11, Reno 11, Subar 11, Dian 11, Yazid 09, dan masih banyak lagi yang tidak bisa disebutkan satu persatu.
15. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan dan kemudahan dalam penyelesaian administrasi.
Semoga Allah SWT membalas dan melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada kita semua, dan atas dukungan yang telah diberikan, penulis ucapkan terima kasih. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Agustus 2014 Hormat Saya
T. Cut Ahmad Fadil 08-0404-019
DAFTAR ISI ABSTRAK ................................................................................................................ KATA PENGANTAR ............................................................................................. i
DAFTAR ISI ............................................................................................................ v
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... ix
DAFTAR TABEL .................................................................................................... xi
DAFTAR NOTASI .................................................................................................. xiii
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................... 1
I.1. UMUM ...................................................................................................... 1 I.2. LATAR BELAKANG ............................................................................. 3 I.3. RUMUSAN MASALAH .......................................................................... 5 I.4. TUJUAN PENELITIAN .......................................................................... 5 I.5. MANFAAT PENELITIAN ..................................................................... 51.6.BATASAN MASALAH ............................................................................ 6
I.7. METODE PENELITIAN. ....................................................................... 8
I.8. SISTEMATIKA PENULISAN ............................................................... 9
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................. 11
II.1. UMUM ..................................................................................................... 11 II.2. KRITERIA KONTRUKSI PERKERASAN LENTUR ...................... 14 II.3. JENIS DAN FUNGSI LAPISAN PERKERASAN .............................. 15 II.4. BAHAN CAMPURAN ASPAL ............................................................. 18 II.4.1. Agregat ...................................................................................... 18 II.4.1.1. Sifat agregat .............................................................. 19 II.4.1.2. Klasifikasi agregat .................................................... 20 II.4.1.3. Jenis agregat ............................................................. 21 II.4.1.4. Persyaratan sifat agregat ........................................... 21 II.4.1.5. Sifat-sifat fisik agregat dan hubungannyadengan kinerja campuran .......................................... 23
II.4.2. Aspal ......................................................................................... 23
II.4.2.1. Jenis aspal ................................................................. 23
II.4.2.1.1. Aspal minyak (petroloeum aspal)............................. 23
II.4.2.1.2. Aspal beton ........................................................... 25
II.4.2.2. Komposisi aspal .................................................... 25
II.4.2.3. Sifat aspal .............................................................. 26
II.4.2.4. Pemeriksaan aspal ................................................. 28
II.4.2.5. Bahan pengisi filler ................................................... 28
II.5. BETON ASPAL (AC-WC) .................................................................... 30
II.5.1. ASPAL PROPERTIES .............................................................. 31
II.5.2. MARSHALL TEST ................................................................... 34
II.5.2.1. Pengujian Marshall untuk Perencanaan Campuran ................................................................. 36
II.5.2.1.1. Berat Isi Benda Uji Padat .................................... 37
II.5.2.1.2. Pengujian Stabilitas dan Kelelehan (Flow) .......... 38
II.5.2.1.3. Pengujian Volumetrik .......................................... 38
II.5.2.1.4. Rosedur Untuk Analisa Campuran Beraspal Panas Padat .......................................................... 42
II.5.3. EVALUASI HASIL UJI MARSHALL .................................... 47
II.5.3.1 Stabilitas ....................................................................... 48
II.5.3.2 Kelelehan ...................................................................... 48
II.5.4. EVALUASI NILAI VOLUETRIK CAMPURAN
BERASPAL ................................................................................ 49II.5.4.1. Evaluasi VMA........................................................... 49
II.5.4.2. Pengaruh Rongga Udara Dalam Campuran Padat (VIM) .............................................................. 50
II.5.4.3.Pengaruh Rongga Terisi Aspal (VFA) ....................... 50
II.6. PENGUJIAN AIR LAUT ...................................................................... 51
II.6.1. TITRIMETRI ............................................................................. 51
II.6.1.1. Syarat- Syarat Yang Harus Di Penuhi Untuk Dapat Di Lakukan Analisis Volumetrik ..................... 52
II.6.1.2. Alat-Alat Yang Di Gunakan Pada Analisa Titrimetri ..................................................................... 53
II.6.1.3. Penggolongan Analisis Titrimetri ............................. 53
II.6.1.4. Prosedur Analisa Salinitas NaCl Dalam Air Laut Dengan Metode Titrasi Argometri ..................... 55
II.6.2. Ph (PHOTENTIAL OF HYDROGEN) ...................................... 55
II.7. ZAT CAIR YANG DI GUNAKAN SEBAGAI PERENDAM ............ 57
II.8. LAMA RENDAMAN SERTA SUHU PERENDAMAN ..................... 61
BAB III METODOLOGI PENELITIAN .............................................................. 63
III.1. PROGRAM PENELITIAN. .............................................................. 63 III.2. PELAKSANAAN ................................................................................ 70 III.2.1. SPESIFIKASI BAHAN BAKU PENELITIAN ..................... 70 III.2.2. PEMERIKSAAN AIR LAUT .................................................. 70 III.2.3. PEMERIKSAAN MATERIAL ............................................... 71 III.2.4. PERANCANGAN CAMPURAN DENGAN METODE MARSHALL .............................................................................. 73III.2.5. PERENDAMAN SAMPEL DALAM AIR LAUT DAN AIR HUJAN ............................................................................... 74
III.3. TAHAP ANALISIS DAN PEMBAHASAN ..................................... 75
III.4. KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... 76 ANALISA DAN PEMBAHASAN ........................................................... 77
BAB IV IV.1. PENGUJIAN MATERIAL ................................................................ 77 VI.1.1. HASIL DAN ANALISIS PENGUJIAN ASPAL .................. 77 IV.1.2. HASIL DAN ANALISIS PENGUJIAN AGREGAT ........... 80 IV.2. PENGUJIAN AIR LAUT ................................................................... 90 IV.3. PERUMUSAN CAMPURAN BENDA UJI MARSHALL .............. 90 IV.4. PEMBUATAN BENDA UJI MARSHALL SEBAGAI PERENDAM ....................................................................................... 97 IV.5. LAMA PERENDAMAN PENGUJIAN SERTA ZAT CAIR YANG DIGUNAKAN ......................................................................... 97 IV.5.1 LAMA PERENDAMAN ........................................................... 97 IV.5.2 ZAT CAIR YANG DIGUNAKAN ........................................... 98 IV.6. PERENDAMAN SAMPEL DALAM AIR LAUT SERTA PENGUJIAN MARSHALL ............................................................... 98 IV.6.1 PENGARUH PERENDAMAN AIR LAUT TERHADAP VOID IN MIXTURE ................................................................. 99 IV.6.2 PENGARUH PERENDAMAN AIR LAUT TERHADAP VOID IN MINERAL AGGREGATE (VMA) ......................... 101 IV.6.3 PENGARUH PERENDAMAN AIR LAUT TERHADAP NILAI STABILITAS. ............................................................... 102 IV.6.4 PENGARUH PERENDAMAN AIR LAUT TERHADAP KELELEHAN (FLOW) ............................................................ 104 IV.6.5 PENGARUH PERENDAMAN AIR LAUT TERHADAP MARSHALL QUOTIENT ....................................................... 105 IV.7 PERENDAMAN SAMPEL DALAM AIR HUJAN SERTA PENGUJIAN MARSHALL ............................................................... 106 IV.7.1 PENGARUH PERENDAMAN AIR HUJAN TERHADAP VOID IN MIXTURE ................................................................. 106 IV.7.2 PENGARUH PERENDAMAN AIR HUJAN TERHADAP VOID IN MINERAL AGGREGATE (VMA) ......................... 108 IV.7.3 PENGARUH PERENDAMAN AIR LAUT TERHADAP NILAI STABILITAS ................................................................ 109 IV.7.4 PENGARUH PERENDAMAN AIR LAUT TERHADAP KELELEHAN (FLOW) ............................................................ 110 IV.7.5 PENGARUH PERENDAMAN AIR LAUT TERHADAP MARSHALL QUOTIENT ....................................................... 111
IV.8 ANALISIS PERBANDINGAN ANTARA PERENDAMAN AIR
LAUT DAN AIR HUJAN ................................................................... 113BAB VKESIMPULAN DAN SARAN V.1 KESIMPULAN ........................................................................................ 124 V.2 SARAN ..................................................................................................... 124
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... xvi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 4.1 Grafik Anali sa Saringan Coars Agregat ¾” .................................... 86Gambar 4.9 Nilai Flow Pasca Perendaman ......................................................... 104Gambar 4.8 Nilai Stabilitas Pasca Perendaman .................................................. 102Gambar 4.7 Nilai VMA Pasca Perendaman ....................................................... 101Gambar 4.6 Nilai VIM Pasca Perendaman ......................................................... 100Gambar 4.5 Desain Metode Pengujian Marshall Cold Bin ................................. 94Gambar 4.4 Analisa Saringan Natural Sand ....................................................... 89Gambar 4.3 Analisa Saringan Medium Aggregate (1/2") ................................... 88Gambar 4.2 Grafik Analisa Saringan Medium Aggregate (1/2") ....................... 87Gambar 3.3 Contoh Grafik Stabilitas Vs Waktu Perendaman ............................. 75Gambar 1.1 Tergenangnya Jalan Di Akibatkan Oleh Banjir .............................. 6Gambar 3.2 Bagian Alir Pengerjaan Penelitian ................................................... 68Gambar 3.1 Diagram Perendaman ...................................................................... 66Gambar 2.7 Ikatan hidrogen ................................................................................ 59Gambar 2.6 Ilustrasi pengertian tentang VIM .................................................... 41Gambar 2.5 Ilustrasi pengertian VMA ................................................................ 41Gambar 2.4 Hubungan volume dan rongga-density benda uji campur panas padat. ..................................................................................... 39Gambar 2.3 Lapisan Perkerasan Komposit ......................................................... 13Gambar 2.2 Lapisan Perkerasan Kaku ................................................................ 12Gambar 2.1 Lapisan Perkerasan Lentur .............................................................. 12Gambar 4.10 Nilai MQ Pasca Perendaman .......................................................... 105Gambar 4.11 Nilai VIM Pasca Perendaman ......................................................... 107Gambar 4.12 Nilai VMA Pasca Perendaman ....................................................... 108Gambar 4.13 Nilai Stabilitas Pasca Perendaman .................................................. 109Gambar 4.14 Nilai Flow Pasca Perendaman ......................................................... 111Gambar 4.15 Nilai MQ Pasca Perendaman .......................................................... 112Gambar 4.16 Nilai Waktu Perendaman Vs VIM (Air laut) .................................. 114Gambar 4.17 Nilai Waktu Perendaman Vs VIM (Air hujan) ................................ 114Gambar 4.18 Nilai Waktu Perendaman Vs VMA (Air laut).................................. 115Gambar 4.19 Nilai Waktu Perendaman Vs VIM (Air hujan) ................................ 116Gambar 4.20 Waktu Perendaman Vs Stability (Air laut) ...................................... 117Gambar 4.21 Waktu Perendaman Vs Stability (Air hujan) ................................... 117Gambar 4.22 Waktu Perendaman Vs Retained Stability (Air laut) ....................... 118Gambar 4.23 Waktu Perendaman Vs Retained Stability (Air hujan) .................... 118Gambar 4.24 Waktu Perendaman Vs Flow (Air laut) ............................................ 119Gambar 4.25 Waktu Perendaman Vs Flow (Air hujan) ......................................... 120Gambar 4.26 Waktu Perendaman Vs Marshall Quotient (Air laut) ....................... 121Gambar 4.27 Waktu Perendaman Vs Marshall Quotient (Air hujan) .................... 121DAFTAR TABEL
Tabel 4.4 Anali sa saringan Coars Agregat ¾” ..................................................... 85Tabel 4.13 Pembagian Jumlah Sampel Untuk Masing-MasingTabel 4.12 Pembagian Sampel Pengujian .............................................................. 97Tabel 4.11 Hasil Pengujian Marshall Untuk Penentuan KAO .............................. 93Tabel 4.10 Gradasi Agregat Gabungan Cold Bin AC-WC ..................................... 92Tabel 4.9 Gradasi Agregat Gabungan Untuk Campuran Aspal ........................... 91Tabel 4.8 Hasil Pemeriksaan Air Laut .................................................................. 90Tabel 4.7 Analisa Saringan Natural Sand ............................................................ 89Tabel 4.6 Analisa Saringan Stone Dust (1/2") ..................................................... 87Tabel 4.5 Analisa Saringan Medium Aggregate (1/2") ....................................... 86Tabel 4.3 Pengujian Abrasi .................................................................................. 84Tabel 2.1 Perbedaan Perkerasan Kaku dan Perkerasan Lentur ............................. 13Gradasi .................................................................................................. 82
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Sifat Fisik Agregat Untuk Masing-MasingPertamina ............................................................................................. 77
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Sifat Fisik Aspal Keras Penetrasi 60/70Tabel 3.1 Perhitungan Jumlah Sampel .................................................................. 65Tabel 2.5 Bahan Pengisi Dan Nilai Indeks Plastisitas .......................................... 29Tabel 2.4 Gradasi Bahan Pengisi .......................................................................... 29Tabel 2.3 Ketentuan Agregat Halus untuk Campuran Beton Aspal ..................... 22Tabel 2.2 Ketentuan Agregat Kasar untuk Campuran Beton Aspal ..................... 22Perendaman .......................................................................................... 98
Tabel 4.14 Nilai VIM Pasca Perendaman (Air laut) ............................................... 99Tabel 4.15 Nilai VMA Pasca Perendaman (Air laut) ............................................. 101Tabel 4.16 Nilai Stabilitas Pasca Perendaman (Air laut) ........................................ 102Tabel 4.17 Nilai Flow Pasca Perendaman (Air laut) .............................................. 104Tabel 4.18 Nilai MQ Pasca Perendaman (Air laut) ................................................ 105Tabel 4.19 Nilai VIM Pasca Perendaman (Air hujan) ............................................ 106Tabel 4.20 Nilai VMA Pasca Perendaman (Air hujan) .......................................... 108Tabel 4.21 Nilai Stabilitas Pasca Perendaman (Air hujan) ..................................... 109Tabel 4.22 Nilai Flow Pasca Perendaman (Air hujan) ........................................... 110Tabel 4.23 Nilai MQ Pasca Perendaman (Air hujan) ............................................. 111Tabel 4.24 Resume Nilai VIM (Air laut & Air hujan) ........................................... 113Tabel 4.25 Resume Nilai VMA (Air laut & Air hujan) .......................................... 115Tabel 4.26 Resume Nilai Stabilitas (Air laut & Air hujan) .................................... 116Tabel 4.27 Resume Nilai kelelehan (Air laut & Air hujan) .................................... 119Tabel 4.28 Resume Nilai Marshall Quotient (Air laut & Air hujan) ..................... 120DAFTAR NOTASI
A = Berat piknometer (gram)
B = Berat piknometer berisi air (gram) C = berat piknometer berisi aspal (gram) D = Berat piknometer berisi air dan aspal (gram) V = Volume aspal pada temperatur
15 Vt = Volume aspal pada temperatur tertentu Fk = Faktor Koreksi Gsb = berat jenis curah total agregat
1
,
2
, … = Persentase dalam berat agregat 1, 2,...,n
1
,
2
, … = berat jenis curah agregat 1, 2,..., n
Gse = Berat jenis effektif agregat Pmm = Total campuran lepas, persentase terhadap berat total campuran 100% Pb = Aspal, persen dari berat total campuran Gmm = berat jenis maksimum (tidak ada rongga udara) ASTM D
2041 Gb = berat jenis aspal Gsa = berat jenis semu total agregat Ps = agregat, persen berat total campuran Pba = aspal yang terserap, persen berat agregat Pbe = kadar aspal effektif persen total campuran Ps = agregat, persen berat total campuran
VMA = rongga dalam agregat mineral (persen volume curah) Pbs = Agregat, persen berat total campuran Gmb = berat jenis curah campuran padat (ASTM D 1726) Pa = rongga udara dalam campuran padat, persen dari total volume
VFA = rongga terisi aspal, persen dari VMA
VMA = rongga dalam agregat mineral (persen volume curah)