17 •

Bab III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 RANCANGAN PENELITIAN

Pada penelitian ini dilaksanakan dengan melakukan percobaan

laboratorium, dimana benda uji akan dibuat dalam percobaan ini berbentuk

silinder yang mempunyai dimensi dengan diameter 10cm (4"), sedangkan

material yang dibutuhkan dalam membuat benda uji tersebut sebanyak

± 1200 gram. Material yang digunakan dalam membuat benda uji tersebut

adalah batu pecah dengan ukuran 10-15mm (Fl), 5-10mm (F2), 0-5mm

(F3), pasir (F4), aspal, filler yang berasal dari serbuk marmer yang berasal

dari Tulungagung, dan limbah pasir besi.

Kegiatan percobaan yang dilakukan di laboratorium meliputi:

• Pemeriksaan Agregat.

Terdiri dari :

a. Analisa saringan

Standart pengujian : (PB-0201-76, AASHTO T-27-74, ASTM

C-136-46)

Tujuan dari dilakukannya percobaan ini adalah untuk mencari

gradasi dari agregat-agregat yang akan dipakai dalam percobaan

bilamana agregat-agregat tersebut memenuhi syarat untuk

18

dikombinasikan dengan aspal sehingga diperoleh gradasi

campuran yang memenuhi spesifikasi.

b. Berat jenis dan penyerapan agregat kasar

Standart pengujian : (PB-202, AASHTO T-85-74, ASTM C-

127-68)

Tujuannya untuk menentukan berat jenis (Bulk), berat jenis

kering permukaan jenuh (SSD), berat jenis semu (Apparent) dari

agregat kasar.

- Dari hasil percobaan mencari berat jenis (Bulk spesific gravity)

didapatkan nilai perbandingan berat kering dan berat air suling

yang isinya sama dengan isi agregat dalam keadaan jenuh pada

suhu tertentu, dimana nilai minimum dari berat jenis (Bulk

spesific gravity) adalah 2.5.

- Dari hasil percobaan mencari berat jenis kering permukaan jenuh

(SSD) didapatkan nilai perbandingan antara berat agregat kering

permukaan jenuh dan berat air suling yang isinya sama dengan isi

agregat dalam keadaan jenuh pada suhu tertentu, dimana nilai

minimum dari berat jenis kering permukaan jenuh (SSD) adalah

2.5.

- Dari hasil percobaan mencari berat jenis semu (Apparent spesific

gravity) didapatkan nilai perbandingan antara berat agregat

kering dan berat air suling yang isinya sama dengan isi agregat

19

dalam keadaan jenuh pada suhu tertentu, dimana nilai minimum

dariberat jenis semu (Apparent spesific gravity) adalah 2.5.

- Dari hasil percobaan mencari nilai penyerapan dari agregat-

agregat bahan didapatkan nilai persentase berat air yang dapat

diserap oleh pori terhadap berat agregat, dimana nilai

maksimum dari penyerapan agregat kasar terhadap air adalah

3%.

c. Berat jenis dan penyerapan agregat halus

Standart pengujian : (PB 0203-6, AASHTO T-84-74, ASTM

126-68)

Tujuan dari dilakukannya percobaan ini adalah untuk

menentukan berat jenis (Bulk specific gravity), berat jenis kering

permukaan jenuh (SSD), berat jenis semu (Apparent specific

gravity) dari agregat halus. Nilai minimum untuk berat jenis

(Bulk specific gravity), berat jenis kering permukaan jenuh

(SSD), berat jenis semu (Apparent specific gravity)dan agregat

adalah 2.5, sedangkan nilai maksimum untuk penyerapan agregat

halus adalah 3 %.

d. Sand Equivalent Test

Standart pengujian : (AASHTO T-76-73)

20

Tujuan dari dilakukannya percobaan ini adalah untuk

menentukan besamya kadar lumpur yang terdapat dalam pasir.

Nilai minimum dari sand equivalent test adalah 50 %.

e. Impact Test

Standart pengujian : (BS 812; PART 112: 1990)

Tujuan dari dilakukannya percobaan ini adalah untuk mengetahui

ketahanan agregat terhadap beban kejut. Nilai uji yang didapat

dari hasil impact test berbeda dengan beban yang dikerjakan

secara berangsur. Umumnya nilai maksimum dari hasil impact

test ini adalah 30%, kecuali untuk batuan yang keras sekali.

Impact test ini dilakukan pada agregat kasar dengan ukuran

antara 10-15 mm. Hasil impact test dari agregat dengan ukuran

yang lebih kecil akan menghasilkan nilai yang lebih kecil pula.

f. Flakiness Test

Standart pengujian : (British Standards-812)

Tujuan dari dilakukannya percobaan ini adalah untuk melihat

nilai kepipihan dari agregat, yang mana nilainya dinyatakan dalam

persen, dengan cara melewatkan agregat ke alur saringan

flakiness test menurut besamya butiran. Nilai maksimum untuk

test ini 25 %.

21

g. Test Abrasi dengan Mesin Los Angeles

Standart pengujian : (PB 0206-76, AASHTO T 96-74, ASTM C

131-55)

Tujuan dan dilakukannya percobaan ini adalah untuk

menentukan ketahanan agregat terhadap keausan dengan

menggunakan mesin Los Angeles. Keausannya dinyatakan

dengan perbandingan antara berat bahan aus lewat saringan

No. 12 terhadap berat semula dalam persen. Nilai maksimum

untuk uji ini 40 %.

h. Soundness Test

Standart pengujian : (AASHTO T-104)

Tujuan dari dilakukanya percobaan ini adalah untuk mengetahui

ketahanan agregat tehadap cuaca. Percobaan ini dilakukan

dengan merendam agregat dalam garam magnesium sulfat atau

sodium sulfat. Nilai maksimum untuk test ini 12 %.

• Perencanaan Dan Penentuan Kadar Aspal Optimum.

Setelah dilakukan pemeriksaan agregat, dicari persentase aspal

optimum dengan membuat campuran dengan persentase aspal dari 5

% sampai 7.5 %. Komposisi agregat diperoleh dari agregat yang

lolos ayakan V*\ 3/8 ", no. 4, no. 8, dan tertahan ayakan 3/8", no. 4,

22

no. 8, dasar. Setelah itu dipilih yang mempunyai nilai Marshall

terbaik dan dari sana diperoleh kadar aspal optimumnya.

• Pemeriksaan Dan Pengujian Limbah Pasir Besi, meliputi:

a. Analisa saringan

Standart pengujian : (PB-0201-76, AASHTO T-27-74, ASTM C

-136-46)

Analisa saringan yang dilakukan yaitu lolos saringan No.200, dan

akan digunakan untuk mix design.

b. Analisa berat jenis

Standart pengujian : (PB 0203-6, AASHTO T-84-74, ASTM

128-68)

Tujuannya untuk menentukan berat jenis (Bulk) dari pasir besi

yang akan digunakan sebagai bahan campuran pasir alam

c. Analisa komposisi kimiawi

Tujuannya untuk mengetahui komposisi senyawa kimia yang

terkandung dalam limbah pasir besi yang akan digunakan.

Uji ini dilakukan di laboratorium Balai Penelitian dan

Pengembangan Industri Surabaya.

• Perencanaan Campuran AC Type X dengan menggunakan Limbah Pasir

Besi sebagai bahan campuran Pasir Alam.

Pada tahap ini diteliti pengaruh pengantian pasir alam dengan

menggunakan pasir besi. Perbandingan yang digunakan adalah hasil

23

dari nilai Marshall test yang menggunakan pasir alam dengan hasil

dari yang nilai Marshall test yang menggunakan limbah pasir besi.

• Pembuatan Benda Uji dan Pengujian Benda Uji Dengan Alat Marshall

Tujuannya untuk mendapat nilai Marshall dari benda uji.

Tujuannya untuk mendapatkan stability, flow, air void, void filled,

Marshall Ouotient,dan Indeksperendaman campuran aspal beton

dengan pasir alam dan limbah pasir besi.

3.2 BAHAN PENELITIAN

Agregat berupa batu pecah diambil dari PT GAJAH MAS desa

Kaliwelang, Pasuruan. Agregat yang diambil dari sini yaitu agregat kasar

(Fraksi I, Fraksi II) dan agregat halus (Fraksi III). Sedangkan untuk pasir

(Fraksi IV) digunakan pasir dari toko bahan bangunan. Aspal yang

digunakan yaitu aspal minyak Pertamina Cilacap pen. 60 - 70 yang sudah

tersedia di laboratorium Perkerasan Jalan UK Petra. Limbah Pasir Besi yang

digunakan didapat dari pabrik pembuatan besi PT. Siddhakarya Anggawa

Adhipala, jalan Raya Pakal No. 35, Benowo - Surabaya. Limbah pasir besi

yang diambil berupa butiran-butiran yang cukup halus namun tetap harus

lolos saringan no 8.

3.3 PERALATAN YANG DIGUNAKAN

Dalam pembuatan dan pengujian benda uji, alat yang digunakan berupa.

24

• Penumbuk berbentuk silinder dengan berat 4,536 kg (10 pound), dengan

tinggi jatuh bebas 45,7 cm (18").

• 2 buah cetakan benda uji 0 10 cm (4") dan tinggi 7,5 cm (3"), dengan

pelat alas dan leher sambung.

• Alat untuk mengeluarkan benda uji dari cetakan (donkrak).

• Landasan pemadat dari kayu yang dilapisi plat baja berukuran 30x30x2.5

cm yang diikatkan pada lantai beton dengan empat bagian siku.

• Mesin tekan Marshall yang dilengkapi dengan kepala penekan dan cincin

penguji (kapasitas 30 kN) dengan ketelitian 3 kN.

• Water bath yang bisa diatur suhunya.

• Bak perendam.

• Peralatan pendukung lainnya: termometer, panci, wajan, pengaduk,

kompor gas dan Iain-lain.

TAHAPAN PENELITIAN

• Penelitian Dari Sampel Dengan Pasir Alam untuk Mencari Kadar Aspal

Optimum

a. Persiapan bahan

Dipakai bahan campuran sesuai dengan spesifikasi dari hasil analisa

saringan untuk masing-masing fraksi (fraksi I sampai IV).

25

Tanpa Limbah Pasir Besi

Tahapan Penelitian

Tes Agregat

Analisa Ayakan Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Kasar Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Halus Sand Equivalent Test Tes Abrasi Impact Test Tes Flakiness Tes Soundness

Mencari Persentase Aspal Optimum dengan Tes

Marshall

Dengan Limbah Pasir Besi

Persentase Limbah Pasir Besi Yang Digunakan

5%,6%,7%,8%,9%,10%

Stabilitas Flow Marshall Quotient % Air Void % Void Filled Indeks Perendaman

26

Untuk satu sampel ditentukan berat agregat 1200 gram. Komposisi

agregat hasil analisa saringan yang akan dicampur dan batas

spesifikasinya dapat dilihat pada tabel dibawah:

Tabel 3.1 Batas Spesifikasi Gradasi Campuran

No. Saringan

1" 3/4" 3/8" No.4 No.8

No.30 No.50

No.200

Batas Spesifikasi

100 95-100 58-78 38-60 27-47 13-28 9-20 4-8

Batas Tengah Spesifikasi

100 97.5 68 49 37

20.5 14.5

6

b. Pembuatan benda uji

Langkah-langkah dalam pembuatan:

• Panaskan panci pencampuran melebihi suhu pencampuran (165-170°C),

masukkan campuran agregat sesuai dengan komposisi yang sudah

didapat dan aduk sampai panasnya merata.

• Panaskan aspal sampai 140°C.

• Tuangkan aspal pada campuran agregat sebanyak yang akan dicoba,

lalu diaduk sampai semua agregat dilapisi aspal dan diamati suhunya

hingga 140-150°C .Untuk masing-masing sampel dibuat 3 buah.

• Bersihkan cetakan dan dilumuri dengan oli.

• Letakkan selembat kertas pada dasar cetakan.

• Masukkan campuran dan tusuk-tusuk dengan spatula agar merata.

27

• Campuran dalam cetakan ditumbuk 75 kali (dengan tinggi jatuh 45cm)

untuk sisi atas dan sisi bawah dengan membalik benda uji (pemadatan

harus tegak lurus pada alat cetak).

• Setelah benda uji dingin, keluarkan benda uji dengan bantuan dongkrak.

• Untuk setiap benda uji hams diberi tanda.

c. Pengujian benda uji

Langkah-langkah yang dilakukan dalam pengujian benda uji:

• Benda uji dibersihkan dari kotoran yang menempel.

• Tinggi benda uji diukur dan dicatat.

• Berat benda uji ditimbang.

• Benda uji direndam dalam air selama ± 5 menit.

• Benda uji dilap sampai keadaan kering permukaan jenuh (SSD) kemudian ditimbang.

• Benda uji direndam selama 24 jam pada suhu ruang.

• Benda uji ditimbang dalam air.

• Benda uji direndam dalam Water Bath dengan suhu 60 ± 5°C selama ±

60 menit.

• Setelah ± 60 menit benda uji diletakkan pada alat Marshall, dan

pembacaan pada alat diatur sampai nol. Pembebanan diberikan dengan

kecepatan 50 mm/menit sampai beban maksimum. Pembebanan

maksimum dan angka kelelehan ditunjukkan oleh jarum penunjuk pada

saat beban maksimum tercapai lalu dicatat.

28

a. Pengolahan data

Data-data yang diperoleh diolah dalam tabel Marshall. Hasilnya

dibuatkan grafik dan diperoleh kadar aspal optimum yang akan

digunakan untuk pengujian campuran dengan menggunakan limbah

pasir besi sebagai bahan campuran pasir alam biasa.

• Percobaan Dengan Menggunakan Limbah Pasir Besi

Setelah kadar aspal optimum dengan menggunakan pasir alam

biasa diketahui, dilakukan pengujian dengan menggunakan limbah

pasir besi sebagai bahan campuran pasir alam biasa untuk mencari

besarnya kadar aspal optimum yang dihasilkan dari penambahan

pasir alam dengan limbah pasir besi. Jadi dalam percobaan ini

dicoba limbah pasir besi untuk menggantikan pasir alam sebesar

5%, 6%, 7%, 8%, 9%, dan 10% dari persentase besarnya pasir alam

terhadap keseluruhan agregat, yang besarnya 17 % dari 1200 gram.

Masing- masing dari persentase limbah pasir besi yang

menggantikan pasir alam, dibuat 3 sampel untuk tiap persentase

pasir besi yang dicoba, jadi keseluruhan sample ada 18 sampel

3.5 METODE ANALISA HASIL

Hasil Marshall yang didapat meliputi stability, flow, air void, void

filled, Marshall quotient dan Indeks Penyerapan dari masing-masing

29

sampel. Dari hasil-hasil tersebut dibandingkan antara sampel dengan

menggunakan pasir alam biasa dengan sampel yang menggunakan limbah

pasir besi. Akibat penambahan dari pasir alam biasa dengan limbah pasir

besi pada campuran aspal beton AC tipe XI dapat diketahui dengan melihat

grafik dari hasil Marshall.