bab 3 metotologi penelitian

45

BAB 3

METOTOLOGI PENELITIAN

3.1. Metode Penelitian

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen, yaitu

metode yang dilakukan dengan mengadakan kegiatan percobaan untuk

mendapatkan data. Data tersebut diolah untuk mendapatkan suatu hasil

perbandingan dengan syarat-syarat yang ada. Penyelidikan eksperimental dapat

dilaksanakan didalam ataupun diluar laboratorium. Dalam penelitian ini akan

dilakukan di laboratorium. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui nilai

permebilitas maksimum dari campuran aspal beton dengan menggunakan RAP

30% dan residu oli 0%, 10%, dan 20%.

3.2. Tempat dan Waktu Penelitian

3.2.1. Waktu Penelitian

Penelitian mulai tanggal 1 Juli 2009 sampai tanggal 27 November 2009.

Dengan jadwal penelitian sebagai berikut :

Tabel 3.1. Jadwal Pelaksanaan Penelitian.

Bulan ke- Juni Juli Agustus September Oktober November Minggu ke- 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Pembuatan proposal Persiapan alat dan bahan Pemeriksaan bahan Pembuatan benda uji Pengujian benda uji Analisa data

46

3.2.2. Tempat Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Jalan Raya Fakultas Teknik Jurusan Sipil

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3.3. Teknik Pengumpulan Data

Teknik pengumpulan data dilaksanakan dengan metode eksperimen terhadap

beberapa benda uji dari berbagai kondisi perlakuan yang diuji di laboratorium.

Untuk beberapa hal pada pengujian bahan, digunakan data sekunder yang

dikarenakan penggunaan bahan dan sumber yang sama. Jenis data pada penelitian

ini dikelompokkan menjadi 2 yaitu data primer dan sekunder.

3.3.1. Data Primer

Data primer adalah data yang dikumpulkan secara langsung melalui serangkaian

kegiatan percobaan yang dilakukan sendiri dengan mengacu pada petunjuk

manual yang ada, yaitu :

1. Pemeriksaan penetrasi aspal+residu oli

2. Pemeriksaan titik lembek aspal+residu oli

3. Analisis saringan agregat baru

4. Analisis saringan RAP

5. Pengujian permeabilitas

3.3.2. Data Sekunder

Data sekunder adalah data yang diperoleh secara tidak langsung (didapat dari

penelitian lain) untuk bahan/jenis yang sama dan masih berhubungan dengan

penelitian. Dalam penelitian ini, data sekunder antara lain:

47

1. Data nilai karakteristik perkerasan aspal.

2. Data pemeriksaan agregat.

Dari hasil yang didapat dari ekstraksi RAP dengan optimum 30% tersebut,

kemudian akan digunakan untuk pencampuran dengan fresh aggregate dalam

penelitian ini.

3. Data nilai OBC (Optimum Bitumen Content) marshall test dari penelitian

sebelumnya dan merupakan satu kelompok penelitian yaitu tugas akhir

Meindiar dengan material yang sama.

3.4. Bahan dan Peralatan Penelitian

3.4.1. Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain :

1. Aspal Keras.

Penelitian ini menggunakan aspal keras penetrasi 60/70 yang diperoleh dari

Laboratorium Jalan Raya Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas

Sebelas Maret Surakarta.

2. Agregat Kasar dan Halus.

Agregat yang digunakan diperoleh dari Laboratorium Jalan Raya Jurusan

Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3. Reclaimed Aspahalt Pavement (RAP).

Penelitian ini menggunakan material RAP yang diperoleh dari PT. Perwita

Karya yang berasal dari pengerukan lapis perkerasan jalan AC - WC pada ruas

jalan Yogyakarta - Prambanan dengan Cold Milling..

4. Residu Oli.

Penelitian ini menggunakan residu oli yang merupakan sisa dari proses

pemurnian minyak pelumas bekas. Residu oli diperoleh dari PT. Wiraswasta

Gemilang Indonesia (WGI) Cibitung, Bekasi.

48

3.4.2. Peralatan

Penelitian ini menggunakan peralatan yang berada di Laboratorium Jalan Raya

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Adapun peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah:

1. Alat uji pemeriksaan aspal yang terdiri dari :

a. Alat uji penetrasi pada bitumen

b. Alat uji titik lembek

c. Alat uji kelekatan bitumen pada agregat

d. Alat uji titik nyala dan titik bakar

e. Alat uji daktilitas

f. Alat uji berat jenis bitumen

2. Satu set alat uji saringan (sieve) standar ASTM

3. Satu set mesin getar untuk saringan (sieve shaker)

4. Oven dan pengatur suhu

5. Timbangan yang dilengkapi dengan penggantung benda uji berkapasitas 2 kg

dengan ketelitian 1 gram

6. Pengukur suhu (termometer) berkapasitas 250° dan 100° C dengan ketelitian

0,5% atau 1% dari kapasitas

7. Alat pembuat briket campuran aspal yang terdiri dari :

a. Satu set cetakan ( mold ) berbentuk silinder dengan diameter 101,45

mm,tinggi 80 mm lengkap dengan plat atas dan leher sambung.

b. Alat penumbuk (compactor) yang mempunyai permukaan tumbuk rata

berbentuk silinder, dengan berat 4,536 kg (10 lbs), tinggi jatuh bebas 45,7

cm (18”).

c. Satu set alat pengangkat briket ( dongkrak hidrolis ).

8. Satu set water bath

9. Satu set alat Uji permeabilitas aspal AF-16, yang terdiri dari :

a. Alat ukur tekanan

b. Tabung gas nitrogen (N2)

c. Tangki air pengumpul tekanan

d. Bejana rembesan

49

e. Tabung pengukur

10. Alat Penunjang

Ceret, wajan, kompor, sendok, spatula, dan sarung tangan.

3.5. Benda Uji

Kebutuhan benda uji kuat tekan terdiri dari 3 jenis campuran aspal beton, yaitu:

1. Campuran aspal beton yang menggunakan kadar RAP 30% dengan campuran

residu oli 0%.


residu oli 10%.


residu oli 20%.

Masing-masing sebanyak 9 jumlah total benda uji 27 buah. Kebutuhan benda uji

dapat dilihat pada Tabel 3.2. berikut.

Tabel 3.2. Kebutuhan Benda Uji

Kadar Aspal Residu oli dan variasi suhu

5.5% 6% 6.5%

Residu oli 0% -Suhu pencampuran 145˚C -Suhu pemadatan 97˚C

3 benda uji 3 benda uji 3 benda uji





50

3.6. Prosedur Pelaksanaan

3.6.1. Uji Pendahuluan

Uji pendahuluan ini dilakukan untuk menentukan variasi kadar residu oli yang

akan dicampur dengan aspal/bitumen, serta untuk mendapatkan suhu

pencampuran dan pemadatan yang hangat (di bawah temperatur HMA). Benda uji

yang digunakan berupa campuran aspal dan residu oli, dengan variasi residu oli

sebesar 0 % (pure bitumen), 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, dan 25 %. Uji pendahuluan

ini terdiri dari:

1. Uji Penetrasi (Penetration Test)

Pengujian ini bertujuan untuk menentukan penetrasi bitumen keras atau lembek

(solid atau semi solid) dengan memasukkan jarum penetrasi dengan ukuran,

bentuk serta dalam waktu tertentu ke dalam bitumen pada suhu tertentu. Cara

pelaksanaan uji penetrasi adalah sebagai berikut :

a. Memanaskan bitumen hingga mencair dengan ketentuan suhu pemanasan

tidak lebih 90°C di atas titik lembek bitumen dan juga pemanasan tidak boleh

lebih dari 30 menit.

b. Mengaduk perlahan-lahan agar udara tidak masuk ke dalam tempat benda uji.

c. Menuangkan bitumen cair merata ke dalam tempat benda uji dan

mendiamkannya hingga dingin.

d. Setelah dingin, benda uji direndam dalam bak air pada suhu 25°C selama 1

hingga 1,5 jam.

e. Memasang jarum penetrasi pada pemegang jarum yang telah dibersihkan

dengan toluene dan mengeringkan dengan lap bersih.

f. Meletakkan pemberat 50 gram di atas jarum untuk memperoleh beban sebesar

(100±0,1 gram).

g. Memindaakan benda uji dari bak perendam ke bawah jarum penetrasi.

h. Menurunkan jarum perlahan-lahan hingga menyentuk permukaan benda uji,

kemudian menyetel alat agar skala menunjukkan pada angka nol.

51

i. Menekan pemegang jarum bersamaan dengan menjalankan stop watch selama

(5±0,1) detik.

j. Membaca angka penetrasi dari benda uji menyiapkan percobaan yang sama

pada titik penetrasi yang berbeda.

k. Melakukan percobaan sebanyak lima kali pada setiap sampel dengan

ketentuan tiap titik pemeriksaan minimal berjarak 1 cm dari tepi dan dari titik

sebelumnya.

2. Uji Titik Lembek (Softening Point Test)

Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk menentukan titik lembek bitumen. Titik

lembek adalah temperature pada saat bola baja dengan berat tertentu mendesak

turun suatu lapisan bitumen yang tertahan dalam cincin berukuran tertentu,

sehingga bitumen tersebut menyentuh pelat dasar yang terletak di bawah cincin

pada ketinggian tertentu sebagai akibat kecepatan pemanasan tertentu. Langkah-

langkah percobaan ini sebagai berikut :

a. Memanaskan bitumen hingga mencair dengan ketentuan suhu pemanasan

tidak lebih 90°C di atas titik lembek bitumen dan juga pemanasan tidak boleh

lebih dari 30 menit.

b. Mengaduk perlahan-lahan agar udara tidak masuk ke dalam tempat benda uji.

c. Menanaskan cincin hingga temeratur tuang benda uji dan meletakkan cincin

tersebut diatas pelat kuningan yang sebelumnya telah diberikan lapisan

gliserin dan talk.

d. Menuangkan contoh ke dalam dua buah cincin kemidian mendiamkan hingga

temperature 8°C di bawah titik lembek bitumen sekurangnya selama 30 menit.

e. Meratakan permukaan benda uji yang telah dingin dengan pisau yang telah

dipanaskan.

f. Memeriksa dan mengatur jarak dan permukaan pelat dasar dengan benda uji

sehingga menjadi 25,4 cm.

g. Mengisi bejana dengan air suling baru dengan temperature (5±0,1)°C,

sehingga tinggi permukaan air berkisar 101,6 mm sampai 108 mm.

52

h. Memasang dan mengatur kedua benda uji di atas dudukan dan meletakkan

pengarah bola di atasnya, memasukkan seluruhnya peralatan ke dalam bejana

gelas.

i. Meletakkan bola-bola baja di atas dan di tengah permukaan masing-masing

benda uji menggunakan penjepit dan memasang kembali pengarah bola.

j. Meletakkan thermometer di antara benda uji.

k. Memanaskan benda uji sehingga temperature naik 5°C per menit. Untuk 3

menit pertama beda kecepatan tidak boleh lebih dari 0,5°C sampai bola baja

jatuh di atas permukaan pelat.

l. Mencatat saat bola jatuh menyentuh pelat dasar.

Data yang diperoleh dari uji penetrasi dan uji titik lembek kemudian diplotkan

pada Bitumen Test Data Chart (Gambar 3.1) sehingga diperoleh enam variasi

range suhu pencampuran dan pemadatan dari enam variasi kadar residu oli. Dari

keenam range suhu tersebut diambil nialai tengah sehinga diperoleh senam variasi

suhu pencampuran dan pemadatan untuk tiap variasi residu oli. Selanjutnya

dilakukan uji kelekatan bitumen pada agregat.

Gambar 3.1. Bitumen Test Data Chart

53

3. Uji Kelekatan Bitumen pada Agregat

Percobaan ini dilakukan untuk menentukan kelekatan bitumen pada batuan

tertentu. Langkah-langkah dari percobaan ini sebagai berikut :

a. Mencuci agregat ukuran 3/8” sebanyak ±1000 gram dengan air suling.

b. Mengeringkan pada suhu 125° C selama 5 jam dan mendiamkannya selama 24

jam pada suhu ruangan.

c. Mencampur agregat yang telah kering dengan bitumen yang telah dipanaskan

hingga ±125°C selama 5 menit, kemudian mendiamkan campuran tersebut

sampai dingin.

d. Memasukkan agregat ke dalam toples dan mengisi air suling hingga agregat

terendam seluruhnya, kemudian menutupnya dalam toples selama 24 jam pada

suhu ruangan.

e. Mengamati dan memperkirakan luas permukaan agregat yang masih dilekati

bitumen secara visual.

Uji kelekatan bitumen pada agregat ini untuk mengetahui tingkat kelekatan

bitumen (yang telah dicampur oli) pada agregat. Berdasarkan data yang diperoleh,

kemudian diambil tiga variasi residu oli yang mempunyai kelekatan cukup baik

dan selanjutnya digunakan pada job mix design.

3.6.2. Perencanaan Rancang Campur (Job Mix Design)

Perencanaan rancang campur meliputi perencanaan gradasi agregat dan RAP,

penentuan aspal dan pengukuran komposisi masing-masing fraksi baik agregat,

RAP, aspal, dan residu oli. Gradasi yang digunakan adalah Standar Indonesia

(SNI). Prosedur (ASTM 1994) tentang pembuatan benda uji dapat dibagi menjadi

beberapa tahap yaitu :

1. Tahap I

Merupakan tahap persiapan untuk mempersiapkan bahan dan alat yang akan

digunakan. Menentukan prosentase masing - masing fraksi untuk

54

mempermudah pencampuran dan melakukan penimbangan secara kumulatif

untuk mendapatkan proporsi campuran yang lebih tepat.

2. Tahap II

Menentukan berat aspal penetrasi 60/70, berat residu oli, berat agregat, dan

berat RAP yang akan dicampur berdasarkan variasi kadar aspal. Prosentase

ditentukan berdasarkan berat total campuran, yaitu 1100 gram.

3. Tahap III

Campuran agregat dan RAP yang telah ditimbang, dituang ke dalam wajan

lalu dipanaskan di atas pemanas sampai mencapai suhu ± 150°C. Campuran

aspal dan residu oli dipanaskan sampai mencapai suhu pencampuran, yaitu

145°C untuk residu oli 0%, 120°C untuk residu oli 10%, dan 68°C untuk

residu oli 20% (hasil pembacaan Bitumen Test Data Chart). Campuran aspal

dan residu oli diaduk agar benar - benar merata, kemudian dituang ke dalam

wajan yang berisi agregat yang diletakkan di atas timbangan sesuai dengan

prosentase bitumen content berdasarkan berat total agregat.

4. Tahap IV

Setelah variasi campuran aspal dituangkan ke dalam agregat, campuran ini

diaduk sampai rata hingga mencapai suhu pencampuran, yaitu 145°C untuk

residu oli 0%, 120°C untuk residu oli 10%, dan 68°C untuk residu oli 20%

(hasil pembacaan Bitumen Test Data Chart). Kemudian campuran ini

didiamkan hingga mencapai suhu pemadatan sesuai yang diperoleh dari

BTDC, yaitu 97°C untuk residu oli 0%, 80°C untuk residu oli 10%, dan 49°C

untuk residu oli 20%. Selanjutnya campuran dimasukkan ke dalam mold

yang telah disiapkan dengan melapisi bagian bawah dan atas mold dengan

kertas pada alat penumbuk.

5. Tahap V

Campuran dipadatkan dengan alat pemadat sebanyak 75 kali tumbukan untuk

masing - masing sisinya. Selanjutnya benda uji didinginkan pada suhu ruang,

barulah dikeluarkan dari mold dengan bantuan dongkrak hidraulis dan

dibiarkan lagi pada suhu ruang selama ± satu minggu.

55

3.6.3. Pengujian Permeabilitas

Pada pengujian ini menggunakan alat permeabilitas AF-16. Alat ini terdiri dari

komponen-komponen sebagai berikut :

1. Suplai air bertekanan, yang terdiri dari satu buah selinder gas nitrogen, satu

buah katup pengatur tekanan dan satu set tangki pengumpul air bertekanan.

2. Kerangka tubuh, yang terdiri dari tiga buah bejana penyerap, satu alat ukur

tekanan (untuk tekanantinggi dan rendah).

3. Perpipaan, katup operasional.

Urutan pengujian permeabilitas mencakup empat hal, yaitu pemasangan bejana

rembesan, pengaliran air, pengujian dan penyelesaian.

1. Pemasangan bejana rembesan

a. Melepaskan sekrup dan baut pada 8 posisinya yang mengencangkan

bejana penyerap dan penutup, kemudian melepaskan bejana penutupnya.

b. Memasang cincin O pada permukaan bawah tutup.

c. Memasukkan pelat berlubang dan batu pori kedalam bejana penyerap.

d. Mengatur letak benda uji yang telah dipersiapkan sehingga terletak di

tengah batu pori.

e. Mengisi celah antara benda uji dan permukaan dalam bejana dengan

lilin/paraffin.

f. Memasang katup bejana penyerap pada bejana ( memeriksa apakah cincin

O sudah terpasang), kemudian dikencangkan dengan sekrup dan baut pada

8 posisinya.

2. Pengaliran air

a. Membuka katup air suplai (4) dan ventilasi udara (5), menghubungkan

pipa karet penyuplai air pada ujung atas katup (4), kemudian mengalirkan

air.

b. Memeriksa ketinggian air dalam tangki dengan ketinggian tabung skala

akumulasi tekanan air (7). Untuk menurunkan konsumsi gas, mengisi air

sebanyak mungkin ke dalam tangki.

c. Menutup katup suplai air (4) dan ventilasi udara (5) setelah air diisi penuh.

56

d. Memutar katup pengatur tekanan (2) berlawanan arah jarum jam,

kemudian membuka lubang suplai tekanan pada bagian atas selinder

nitrogen (1), tekanan tertingginya akan ditunjukkan pada skala alat ukur

tekanan (150 kg/cm2).

e. Membuka katup suplai tekanan (3), memutar katup tekanan (2) untuk

menghimpun tekanan 2-3 kg/cm2 (Petunjuk 50 kg/cm2 pada alat ukur

tekanan).

f. Membuka ventilasi udara dari bejana penyerap (10), kemudian membuka

katup sumber suplai (8) dan katup sumber suplai (11) dan menutup sumber

ventilasi udara.

g. Mwemasang selinder pengukur (13) di bawah pipa pengumpul air.

3. Pengujian

a. Memeriksa apakah katup suplai (11) tertutup. Bila uji tekanan

menunjukkan 10 kg/cm2 atau lebih, membiarkan keadaan katup penghenti

tertutup (12).

b. Mengatur pengujian tekanan yang dikehendaki dengan memutar katup

pengatur tekanan (2) searah jarum jam.

c. Apabila pengatur tekanan lebih besar dari tekanan benda uji yang

dikehendaki, menutup katup pemutar samping (2) membuka ventilasi

udara (5) untuk menurunkan tekanan menjadi lebih rendahdari tekanan uji,

kemudian menutup katup ventilasi udara. Membuka lagi katup dan

memeriksa katup pengatur tekanan (2) untuk menentukan takanan uji

dengan benar.

d. Membuka katup suplai (11) untuk memberikan tekanan pada benda uji.

e. Apabila air yang menetes dari pipa pengumpul sudah konstan, kemudian

mengukur waktu yang diperlukan terkumpul pada tabung pengukur

sebanyak 1000 cm3.

4. Penyelesaian

a. Menutup katup suplai (11), menutup katup pengatur tekanan ke samping

(2) berlawan arah jarum jam untuk mengembalikan pada posisi 0 (nol).

b. Membuka ventilasi udara (5) untuk melepaskan tekanan, setelah jarum

penunjuk kembali ke 0, menutup semua katup.

57

c. Membuka ventilasi udara bejana penyerap (11), melepas bejananya,

mengambil benda uji, kemudian membersihkan peralatannya.

Kemudian dilakukan perhitungan dengan menggunakan rumus 2.14 dengan

memasukkan data-data yang diperoleh dari percobaan dengan alat permeabilitas

AF-16 seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.2. berikut.

Gambar 3.2. Detail Alat Uji Permeabilitas Tipe AF-16

3.7. Tahapan Penelitian

Sebagai penelitian ilmiah, maka penelitian ini harus dilaksanakan dalam

sistematika dan urutan yang jelas dan teratur sehingga memperoleh hasil yang

memuaskan dan dapat dipertanggungjawabkan. Oleh karena itu, pelaksanaan

penelitian dibagi beberapa tahap, yaitu :

58

1. Tahap I

Disebut tahap persiapan. Tahapan ini bertujuan untuk mempersiapkan seluruh

kebutuhan bahan dan peralatan yang dibutuhkan dalam penelitian, agar dapat

berjalan lancar.

2. Tahap II

Disebut tahap pemeriksaan bahan. Pada tahapan ini dilakukan pekerjaan

sebagai berikut:

a. Pemeriksaan gradasi dan karakteristik pada agregat baru

b. Pemeriksaan gradasi dan karakteristik pada RAP.

3. Tahap III

Disebut tahap pembuatan benda uji berdasarkan hasil OBC. Pada tahapan ini

dilakukan pekerjaan sebagai berikut:

a. Penetapan rancang campur (mix design) kandungan RAP pada AC.

b. Pembuatan benda uji yang direncanakan.

4. Tahap IV

Setelah mendapatkan hasil OBC, pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap

permeabilitas.

5. Tahap VI

Disebut tahap analisis data. Pada tahap ini data yang diperoleh dari hasil

pengujian dianalisis untuk mendapatkan kesimpulan hubungan antara

variabel-variabel yang diteliti dalam penelitian.

6. Tahap VII

Disebut tahap pengambilan kesimpulan. Pada tahap ini, data yang telah

dianalisis dibuat suatu kesimpulan yang berhubungan dengan tujuan

penelitian.

Dari tahapan perencanaan diatas dapat dibuat bagan aliran tahap-tahap metodologi

penelitian. Bagan alir tahap-tahap metodologi penelitian dapat dilihat pada

Gambar 3.3. berikut.

59

Tahap III

Persiapan Bahan Dan Alat

Mulai

Pembuatan Benda Uji

Analisis Data Hasil Pengujian

Kesimpulan

Selesai

Pemeriksaan bahan

1. Karakteristik gradasi agregat baru 2. Karakteristik gradasi RAP.

Tahap I

Tahap II

Pengujian Permeability untuk sampel warm mix asphalt.

Gambar 3.3. Diagram Alir Tahap-Tahap

Tahap IV

Tahap V

Tahap VI

bab 3 metotologi penelitian

Documents