Tempat dan Waktu Penelitian Alat dan Bahan Bagan Alir Penelitian

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

1.6 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Aspal Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan untuk pengujian sifat fisik aspal persyaratan aspal dan pengujian marshall. Pengujian DTA dilakukan di Laboratorium Microscope Elektron Pendidikan Teknologi Kimia Industri PTKI Medan. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Pebruari – Juni 2013.

1.7 Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: a. Penetration test b. Termometer c. Pengatur waktu d. Bak Perendam Water Bath e. Cincin terbuat dari bahan kuningan, f. Bola baja g. Sumber pemanas heater h. Cetakan daktilitas kuningan i. Mesin uji Daktilitas j. Piknometer k. Bejana gelas l. Pengatur suhu m. Labu Erlenmeyer n. Neraca Analitik o. Oven p. Mixer q. Thermal Analyzer DT-30 Shimadzu r. Marshall Test Universitas Sumatera Utara Sedangkan bahan yang digunakan adalah sebagai berikut: a. Aspal Pen 80-100 a. Karet Alam Siklik CNR b. Asam Akrilat c. Benzoil Peroksida BPO

1.8 Prosedur Penelitian 3.3.1 Pembuatan Aspal Modifikasi

1. Sebanyak 5 Kg aspal dimasukkan ke dalam beaker, dan dipanaskan selama 30 menit pada suhu 90 o C, dan 180 rpm sampai meleleh. 2. Ditambahkan CNR, Asam Akrilat dan Benzoil Peroksida dengan variasi jumlah yang berbeda sesuai komposisi ke dalam aspal tersebut sambil dipanaskan dan diaduk pada suhu 90 o C, dan 180 rpm selama 30 menit. 3. Perlakuan yang sama juga dilakukan dengan variasi Aspal dengan CNR dimana perbandingan masing-masing komposisi sebagai berikut: Tabel 3.1 Komposisi Campuran Sampel Penelitian Sampel Aspalt CNR Asam Akrilat Benzoil Peroksida gr phr gr phr ml phr gr mr 1 5000 100 - 2 5000 100 150 3 - 3 5000 100 300 6 - 4 5000 100 300 6 5 0,1 0,84 0,05 5 5000 100 300 6 25 0,5 4,2 0,05 6 5000 100 300 6 50 1 8,4 0,05 7 5000 100 450 9 - 8 5000 100 600 12 - Universitas Sumatera Utara

3.3.2 Pengujian Sifat Fisik Persyaratan Aspal

Melakukan pengujian karakteristik sifat fisik aspal sesuai dengan SNI. Pengujian terhadap sampel dilakukam dalam bentuk pengujian sifat fisik aspal yang meliputi uji penetrasi, uji titik lembek, uji daktilitas, uji berat jenis, uji penurunankehilngan berat dan uji penetrasi setelah penurunan berat dari aspal yang telah termodifikasi menurut SNI. Proses pelaksanaan pengujian sampel dilakukan sebagai berikut:

3.3.2. 1 Uji Penetrasi

Proses pengujian penetrasi antara lain: 1. Letakkan benda uji dalam tempat air dan masukkan tempat air tersebut kedalam bak perendam bersuhu 25 o C. 2. Pasang jarum pada pemegang jarum dan letakkan pemberat 50 gram diatas jarum untuk memperoleh beban sebesar 100 ± 0,1 gram; 3. Turunkan jarum perlahan-lahan sehingga jarum menyentuh permukaan benda uji; 4. Lepaskan pemegang jarum dan serentak jalankan stop watch selama 5 ± 0,1 detik.

3.3.2. 2 Uji Titik Lembek

Pengujian titik lembek dilakukan melaui 2 tahap, yaitu tahap Persiapan dan pembuatan benda uji serta tahap pengujian. Tahap persiapan dan pembuatan uji titik lembek dilakukan dengan langkah sebagai berikut: 1. Panaskan aspal, aduk dengan teratur untuk menghindari pemanasan berlebih pada suatu tempat dan menghindari terjadinya gelembung pada saat benda uji dituang, setelah cair aspal siap untuk dituang. 2. Panaskan 2 cetakan cincin pada temperatur penuangan, kemudian letakkan cetakan cincin di atas pelat persiapan benda uji yang telah diberi salah satu dari media persiapan benda uji; 3. Tuangkan aspal yang telah dipanaskan ke dua cetakan cincin sampai berlebih. Diamkan benda uji selama 30 menit pada temperatur ruang; Universitas Sumatera Utara 4. Bila benda uji telah dingin, potong bagian aspal yang berlebih di atas cincin dengan pisau atau spatula panas, sehingga lapisan aspal pada cincin penuh dan rata dengan bagian atas cincin. Setelah persiapan dan pembuatan benda uji dilakukan, maka tahapan berikutnya adalah tahap pengujian sampel dengan langkah sebagai berikut: 1. Air suling yang telah dididihkan untuk titik lembek antara 30°C sampai dengan 80°C, gunakan termometer 15°C, temperatur pemanasan bejana perendam mulai pada 5°C – 1°C; 2. Siapkan peralatan, benda uji, pengarah bola dan termometer. Isi bejana perendam dengan cairan perendam sampai dengan 105 ± 3 mm, masukkan peralatan pada tempatnya dalam bak perendam. 3. Tempatkan dua bola baja pada dasar bak perendam dengan menggunakan penjepit, agar benda uji memperoleh temperatur yang merata. 4. Tempatkan bejana perendam dan peralatan di dalamnya pada air es di dalam bak perendam, pertahankan temperatur perendaman selama 15 menit. Jaga dengan hati-hati tidak terjadinya kontaminasi antara cairan perendam dalam bejana dengan air es dalam bak perendam. 5. Letakkan bola baja yang telah dikondisikan dalam bak perendam menggunakan penjepit di atas alat pengarah bola. 6. Panaskan bejana perendam dengan kecepatan rata-rata kenaikan temperatur 5°Cmenit. Bila perlu lindungi bejana perendam dari angin menggunakan penghalang. Kecepatan rata-rata pemanasan tidak berlebih selama proses pengujian. Maksimum variasi kenaikan temperatur untuk periode 1 menit pertama sampai menit ke 3 adalah ± 0,5°C. Kenaikan kecepatan temperatur di luar batas yang diizinkan harus diulang. Kecepatan pemanasan adalah penting. Pembakar gas atau pemanas listrik dapat digunakan, tetapi bila pemanasan listrik rendah, menyebabkan kecepatan pemanasan bervariasi, ikuti petunjuk kecepatan pemanasan untuk mendapatkan hasil yang baik. 7. Catat temperatur pada saat bola yang diselimuti aspal jatuh menyentuh pelat dasar. Tidak ada koreksi untuk temperatur pemanasan. Bila perbandingan Universitas Sumatera Utara antara 2 temperatur pada saat bola baja yang diselimuti aspal jatuh menyentuh pelat dasar terdapat perbedaan melebihi 1 o C, ulangi pengujian titik lembek.

3.3.2. 3 Uji Daktilitas

Menurut SNI 06-2432-1991, Pengujian daktilitas dilakukan melaui 2 tahap, yaitu tahap Persiapan dan pembuatan benda uji serta tahap pengujian. Tahap pertama adalah persiapan dan pembuatan sampel uji adalah aspal sebanyak 100 gram yang dipersiapkan sebagai berikut: 1. Lapisi semua bagian dalam sisi-sisi cetakan daktilitas dan bagian atas pelat dasar dengan campuran glycerin, kemudian pasanglah cetakan daktilitas di atas pelat dasar; 2. Panaskan contoh aspal sehingga cair dan dapat dituang; untuk menghindarkan pemanasan setempat, lakukan dengan hati-hati; pemanasan dilakukan sampai suhu antara 80 o C – 100 o C di atas titik lembek; setelah diaduk, dituang dalam cetakan. 3. Pada waktu mengisi cetakan, contoh dituang hati-hati dari ujung ke ujung hingga penuh berlebihan; 4. Dinginkan cetakan pada suhu ruang selama 30 sampai 40 menit lalu pindahkan seluruhnya ke dalam bak perendam yang telah disiapkan pada suhu pemeriksaan selama 30 menit. Setelah persiapan dan pembuatan benda uji dilakukan, maka tahapan berikutnya adalah tahap pengujian sampel dengan langkah sebagai berikut: 1. Diamkan benda uji pada suhu 25 o C dalam bak perendam selama 85 sampai 95 menit, kemudian lepaskan benda uji dari pelat dasar dan sisi-sisi cetakannya; 2. Pasanglah benda uji pada alat mesin dan tariklah benda uji secara teratur dengan kecepatan 50 mmmenit sampai benda uji putus; bacalah jarak antara pemegang benda uji, pada saat benda uji putus dalam sentimeter; selama percobaan berlangsung benda uji harus selalu terendam sekurang-kurangnya 25 mm dalam air dan suhu harus dipertahankan tetap 25 o C ± 0,5 o C; Universitas Sumatera Utara

3.3.2. 4 Uji Berat Jenis

Prosedur pengujian uji berat jenis sebagai berikut: 1. Isi Bejana dengan air suling dengan bagian atas piknometer yang tidak terendam 40 mm, kemudian rendam dan jepit bejana kedalam bak perendam. 2. Bersihkan, keringkan dan timbanglah piknometer dengan ketelitian 1 mg 3. Angkat bejana dan bak perendam dan isilah piknometer dengan air suling kemudian tutup piknometer tanpa ditekan 4. Panaskan contoh bitumen keras atau ter sejumlah 100 gram sampai menjadi cair dan tuangkan kedalaman piknometer kemudian tunggu sampai dingin 5. Isi piknometer yang berisi benda benda uji dengan air suling, diamkan agar gelembung-gelembung udara keluar.

3.3.2. 5 Uji PenurunanKehilangan Berat

Prosedur Pengujian penurunan berat mengacu kepada SNI 06-2440-1991 sebagai berikut: 1. Letakkan benda uji di atas pinggan setelah oven mencapai suhu 163 o C ± 1 o C; 2. Pasanglah termometer pada dudukannya sehingga terletak pada tengah- tengah antara pinggir pinggan dan poros sumbu dengan ujung 6 mm di atas pinggan; 3. Ambillah benda uji dari dalam oven setelah 5 jam sampai 6 jam; 4. Dinginkan benda uji pada suhu ruang, kemudian timbanglah dengan ketelitian 0,01 gram B;

3.3.3 Pengujian Sifat Termal Aspal

Pengujian sifat termal aspal dilakukan dengan metode DTA Differensial Thermal Analysis. Pengujian DTA dilakukan untuk menganalisis sifat termal sampel dengan prosedur pengujian sebagai berikut: 1. Alat dinyalakan selama 30 menit sebelum digunakan. 2. Sampel yang akan diuji dipotong-potong dengan ukuran kecil dan ditimbang dengan berat sekitar 30 mg. Lalu ditimbang alumina sebanyak 30 mg sebagai zat pembanding. 3. Sampel dan pembanding kemudian diletakkan diatas thermocouple. Diset Termocouple Platinum Rhodium PR 15 mv, dan DTA range + 250 µ. Universitas Sumatera Utara 4. Alat pengukur temperatur kemudian diset sampai menunjukkan pada temperatur 650 o C. 5. Pulpen recorder ditekan dan chart speed diset 2,5 mmmenit dengan laju pemanasan 10 o Cmenit. 6. Kemudian dilanjutkan dengan menekan tombol Start dan ditunggu hasil sampa tercapai suhu yang diinginkan. 7. Hasil pengujian DTA merupakan kurva termogram yang dapat menentukan suhu transisi gelas Tg, suhu titik lebur T dan perubahan suhu ∆T.

3.3.4 Pengujian Marshal

3.3.4.1 Pembuatan Benda Uji

Agregat benda uji untuk rancangan formula campuran beton aspal perlu dipersiapkan terlebih dahulu dengan mengikuti langkah-langkah sebagai berikut: 1. Agregat dikeringkan didalam oven pada suhu 110 O C sekurang-kurangnya selama empat jam. 2. Setelah kering agregat dipisahkan sesuai dengan ukurannya dengan menggunakan ayakan. 3. Siapkan bahan unluk setiap benda uji yang diperlukan yaitu agregat sebanyak ± 1200 gram sehingga menghasilkan tinggi benda uji kira-kira 63,5 mm ± 1 mm. 4. Agregat ditimbang sesuai dengan persen tertahan setiap ukuran ayakan yang dihitung dihitung berdasarkan gradasi rencana agregat campuran. 5. Panaskan panci pencampur beserta agregat sampai suhu 90 C 6. Tuangkan aspal yang sudah mencapai tingkat kekentalan sebanyak yang dibutuhkan ke dalam agregat yang sudah dipanaskan tersebut, kemudian aduklah dengan cepat, pada suhu 145 o C dan agregat terselimuti aspal secara merata. 7. Letakkan cetakan di atas landasan pemadat dan tahan dengan pemegang cetakan. 8. Letakkan selembar kertas saring atau kertas penghisap yang sudah digunting menurut ukuran cetakan ke dalam dasar cetakan. Universitas Sumatera Utara 9. Masukkan seluruh campuran ke dalam cetakan dan tusuk-tusuk campuran keras-keras dengan spatula agar merata pada seluruh bagian cetakan. 10. Siapkan alat memadat dan lakukan pemadatan dengan menumbuk spesimen dengan jumlah tumbukan sebanyak 75 kali tumbukan. 11. Tumbukan dilakukan dengan tinggi jatuh 457,2 mm dan selama pemadatan harus diperhatikan agar kedudukan sumbu palu pemadat selalu tegak lurus pada alas cetakan. 12. Lepaskan pelat alas berikut leher sambung dari cetakan benda uji, kemudian cetakan yang berisi benda uji dibalikkan dan pasang kembali pelat alas berikut leher sambung pada cetakan yang dibalikkan tadi. Lakukan penumbukan lagi dengan jumlah yang sama. 13. Keluarkan benda uji atau spesimen Marshall dari mold dengan hati- hati dan kemudian letakan spesimen permukaan yang rata dan biarkan sampai benar-benar dingin. Sebaiknya didiamkan pada suhu ruang selama 24 jam.

3.3.4.2 Pengukuran Berat Jenis

Pengukuran berat jenis aspal dilakukan dengan langkah-langkah berikut: 1. Timbang benda uji dan didapatkan serat benda uji kering 2. Masukkan benda uji ke dalam air bersuhu 25°C selama 3 sampai 5 menit dan kemudian ditimbang untuk mendapatkan berat benda uji dalam air 3. Angkat benda uji dari dalam air. selimuti dengan kain yang dapat menyerap air. dan segera timbang untuk mendapatkan berat benda uji kondisi jenuh - kering permukaan SSD. Penyelimutan dengan kain adalah hanya untuk menghilangkan air yang berada dipermukaan dan dilakukan dengan cepat. Proses dari sejak pengambilan benda uji dari dalam air. Penyelimutan dengan kain dan penimbangan sebaiknya dilakukan tidak lebih dari 30 detik. 4. Berat jenis curah Sulk Spesific Gravity benda uji adalah berat benda uji keringberat benda uji kondisi jenuh kering permukaan - berat benda uji dalam air Universitas Sumatera Utara

3.3.4.3 Pengujian Nilai Stabilitas dan Flow

Pengujian nilai stabilitas dan flow dilakukan dengan langkah-langkah berikut: 1. Rendamlah benda uji dalam bak perendam water bath selama 40 menit dengan temperatur 60 O C 2. Keluarkan benda uji dari bak perendam dan letakkan ke dalam segmen bawah kepala penekan dengan catatan bahwa waktu yang diperlukan dari saat diangkatnya benda uji dari bak perendaman sampai tercapainya beban maksimum tidak boleh melebihi 30 detik. 3. Pasang segmen atas di atas benda uji dan letakkan keseluruhannya dalam mesin penguji. 4. Pasang arloji pengukur pelelehan flow pada kedudukannya di alas salah satu batang penuntun dan atur kedudukan jarum penunjuk pada angka nol, sementara selubung tangkai arloji sleeve dipegang teguh terhadap segmen atas kepala penekan. 5. Naikkan kepala penekan beserta benda ujinya dinaikkan hingga menyentuh alas cincin penguji, sebelum pembebanan diberikan. 6. Atur jarum arloji tekan pada kedudukan angka nol. 7. Berikan pembebanan pada benda uji dengan kecepatan tetap sekitar 50 mm per menit sampai pembebanan maksimum tercapai, atau pembebanan menurun seperti yang ditunjukkan oleh jarum arloji tekan dan catat pembebanan maksimum . 8. Catat nilai pelelehan flow yang ditunjukkan oleh jarum arloji pengukur pelelehan. Pada saat pembebanan rnaksirnurn tercapai.

3.3.4.4 Perhitungan Sifat volumetrik Benda Uji

Setelah uji marshall dilakukan, maka dilanjutkan dengan perhitungan untuk menentukan Berat volume Benda Uji, Volume rongga benda uji VIM, Volume rongga agregat dalam benda uji VMA, dan volume rongga agregat yang terisi aspal VFA. Perhitungan dilakukan dengan mengacu kepada formula yang telah dijelaskan pada bab 2. Universitas Sumatera Utara

3.4 Bagan Alir Penelitian

Gambar 3.1. Bagan alir penelitian Persiapan alat dan bahan Pembuatan BahanSampel Kesimpulan dan Saran Analisis Data Pengujian Marshall Pembuatan Benda Uji Selesai Pembuatan aspal modifikasi Dicampurkan T = 90 o C t = 30 menit rpm = 180 Aspal Pen 80-100 100 phr Asam Akrilat 0 – 1 phr CNR 0 - 12 phr BPO 0 - 0,1 mr Persyaratan Aspal Dipenuhi Penetrasi, titik Lembek, Daktilitas, Berat Jenis, Penurunan Berat TFOT, Penetrasi TFOT Pengujian Sifat Termal - Uji DTA Tidak Agregat Persyaratan Agregat Dipenuhi Penyerapan Air, Berat jenis, Los Angles Tidak ya ya Universitas Sumatera Utara

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Penelitian ini dilakukan dengan pengujian-pengujian yang sesuai dengan pedoman-pedoman pengujian yang ada dan juga didukung dengan peralatan yang sudah dikalibrasi dengan hasil penelitian meliputi: penelitian sifat fisik aspal, penelitian sifat aspal yang ditambahkan karet alam siklik Aspal-CNR, penelitian sifat fisik agregat, dan penelitian campuran aspal dengan melakukan uji Marshall. 4.1 Hasil Penelitian 4.1.1 Hasil Penelitian Sifat Fisik Aspal Hasil penelitian sifat fisik Aspal dilakukan dengan material aspal tipe Pen 80100. Penelitian ini dilakukan di laboratorium aspal Politeknik Negeri Medan. Hasil penelitian sifat fisik aspal dipresentasikan pada Tabel 4.1. berikut: Tabel 4.1. Tabel Hasil Pengujian Sifat Fisika Aspal Murni No Jenis Pengujian Metode Persyaratan Hasil Katerangan 1 Penetrasi, 25 ‘C; 100 gr; 5 dctik; 0,1 mm SNI 06-2456-1991 80 – 99 91,25 Memenuhi 2 Titik Lembek,’C SNI 06-2434-1991 46 – 54 49,25 Memenuhi 3 Daktilitas 25 ‘C, cm SNI 06-2432-1991 Min. 100 105 Memenuhi 4 Berat jenis SNI 06-2441-1991 Min, 1,0 1,0276 Memenuhi 5 Penurunan Berat dengan TFOT, berat SNI 06-2440-1991 Max. 1 0,0152 Memenuhi 6 Penetrasi setelah penurunan berat, asli SNI 06-2456-1991 Min. 50 62,1 Memenuhi 7 Berat Jenis Setelah penurunan berat, asli - - 0,0102 - 8 Titik Lembek Setelah penurunan berat, asli - - 56,25 - Dari keseluruhan persyaratan fisika aspal, yang dapat dilakukan adalah sebanyak 8 delapan parameter. Sesuai dengan hasil dari pengujian yang dilakukan untuk bahan aspal sudah memenuhi persyaratan dan dapat digunakan sebagai bahan campuran aspal. Universitas Sumatera Utara