RANCANGAN CAMPURAN ASPAL BETON (Mix Design Aspal Beton)

Metode rancangan campuran Aspal Beton yang digunakan adalah rancangan campuran aspal panas (hot mix) yaitu suatu campuran yang yang terdiri dari komponen-komponen agregat yang merupakan komponen terbesar dalam campuran dan bahan pengikatnya aspal dimana cara pencampurannya melalui proses pemanasan.


Perencanaan Campuran Aspal Beton yang digunakan adalah berdasarkan metode Marshall, dengan metode ini kita dapat menentukan jumlah pemakaian aspal yang tepat sehingga dapat menghasilkan komposisi yang baik antara agregat dan aspal sesuai dengan persyaratan teknis perkerasan jalan yang ditentukan.
Langkah-langkah dalam Mix Design Aspal Beton :

A. Penentuan Komposisi Agregat Dalam Campuran
Dari hasil pemeriksaan gradasi/analisa saringan agregat dibuat grafik yang didasarkan pada persen lolos untuk masing-masing nomor saringan yang digunakan. Selanjutnya untuk mendapatkan prosentase masing-masing fraksi agregat (chipping, pasir dan abu batu) dalam campuran dipakai Metode Grafis Diagonal, dimana prosedurnya sebagai berikut :
• Diketahui gradasi ideal yang akan digunakan dari persyaratan gradasi yang ditentukan.
• Digambar empat persegi panjang dengan ukuran (10 x 20) cm.
• Dibuat garis diagonal dari ujung kiri bawah keujung kanan atas.
• Sisi vertikal menyatakan persen lolos saringan dengan skala 0 dibawah dan 100 diatas.
• Dengan melihat spefikasi ideal, tiap-tiap nilai ideal tersebut diletakkan pada garis diagonal berupa titik.
• Dari tiap titik pada diagonal ditarik garis vertikal untuk menempatkan nomor-nomor saringan.
• Digambar grafik gradasi dari masing-masing fraksi yang akan dicampur.
• Untuk menentukan prosentase agregat kasar, dilihat dari jarak antara grafik gradasi kasar terhadap tepi bawah dan jarak grafik sedang terhadap tepi atas yang harus sama, pada suatu garis lurus.
• Pada garis tersebut, ditarik garis vertikal yang memotong garis diagonal. Kemudian dari titik potong ini ditarik garis horisontal yang memotong garis tepi, sehingga didapat prosentase agregat kasar yang diperlukan.
• langkah 8 dan 9 diulangi untuk mendapatkan prosentase agregat halus dan bahan pengisi.
Setelah diperoleh komposisi dari setiap jenis fraksi agregat, dibuat suatu tabel hasil analisa gabungan agregat, dimana prosentase masing-masing fraksi yang akan digunakan diperoleh dari hasil perkalian dengan prosentase lolos untuk masing-masing nomor saringannya. Kemudian dijumlahkan untuk masing-masing nomor saringan lalu dilihat apakah gradasi tersebut sudah memenuhi spesifikasi yang diisyaratkan sesuai jenis campuran yang akan dibuat.
Hasil penggabungan agregat diusahakan mendekati “ideal spec”, jika melalui grafik diagonal belum bagus maka digunakan metode coba-coba (Trial and Error) yaitu menentukan terlebih dahulu prosentase dari masing-masing agregat (tanpa mengubah persen lolos) kemudian hasil penggabungan agregat diperoleh melalui perkalian prosentase dengan persen lolos dari agregat.
Selanjutnya hasil perkalian tersebut masing-masing dijumlahkan dan dilihat apakah hasilnya mendekati nilai “ideal spec”. Selanjutnya dibuat grafik penggabungan agregat dan grafik spesifikasinya, setelah itu dihitung berat masing-masing fraksi yaitu prosentase fraksi dikali dengan kapasitas mould.
Berat masing-masing fraksi campuran ini, dibagi-bagi lagi berdasarkan ukuran saringan sesuai dengan prosentase tertahan agregatnya yang akan digunakan untuk pembuatan bricket uji.


B. Penentuan Berat Aspal Dalam Campuran
Setelah ditentukan kadar aspal yang akan digunakan dalam campuran, maka berat aspal dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

Berat aspal (gram) = A x B

Dimana : A = Kadar aspal ( % )
B = Kapasitas mould (gram)

C. Penentuan Berat Jenis dan Penyerapan Campuran
Setelah diperoleh hasil pemeriksaan berat jenis dan penyerapan agregat dan berat jenis aspal, maka berat jenis dan penyerapan dari total agregat/campuran serta penyerapan aspal dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

- Berat jenis bulk (Gsb) = P1 + P2 + Pn
(bulk spesific gravity) (P1/G1) (P2/G2) + (Pn/Gn)

- Berat jenis semu (Gsa) = P1 + P2 + Pn
(apparent specific gravity) (P1/A1) (P2/A2) + (Pn/An)

- Berat jenis efektif (Gse) = Gsb + Gsa
(effective specific gravity) 2
- Penyerapan aspal (Pba) = Gse - Gsb x Ga x 100%
Gse x Gsb
dimana :
Gsb = berat jenis bulk
Gsa = berat jenis semu/apparent
Gse = berat jenis efektif
Pba = penyerapan aspal
Ga = berat jenis aspal
P1, P2,. . ., Pn = persentase berat dari komponen agregat 1, 2,...n
G1,G2,..,Gn = berat jenis bulk dari masing-masing agregat
A1, A2,,An = berat jenis apparent dari masing-masing agregat

Bahan yang digunakan
Bahan yang digunakan adalah chipping, pasir, abu batu, dan aspal yang telah diperiksa dan memenuhi persyaratan spesifikasi.
Peralatan yang digunakan
Peralatan yang digunakan dalam pembuatan dan pengetesan rancangan campuran adalah :
 Cetakan benda uji yang berdiameter 10,16 cm (4“) dengan tinggi 7,62 mm (3”) yang dilengkapi dengan pelat alas dan leher sambung
 Penumbuk yang mempunyai permukaan tumbuk yang rata berbentuk silinder, dengan tinggi jatuh bebas 45,75 cm (18”) dan berat 4,536 kg

 Alat pengeluar benda uji yang telah dipadatkan yaitu sebuah alat ejector
 Landasan pemadat terdiri dari balok kayu (jati atau sejenisnya) berukuran kira-kira 20 x 20 x 45 cm3(8”x8”x8”) yang dilapisi dengan pelat baja berukuran 30 x 30 x 2,5 cm3 (12” x 12” x 1”) dan diikat pada lantai beton dengan empat bagian siku
 Silinder cetakan benda uji
 Peralatan Marshall test, dilengkapi dengan :
- Kepala penekan berbentuk lengkung
- Cincin penguji yang berkapasitas 3000 kg dilengkapi arloji tekan dengan perlengkapannya
- Arloji kelelahan dengan perlengkapannya
 Oven yang dilengkapi dengan pengatur suhu untuk memanasi sampai (200 ± 3) °C
 Bak perendam (water bath), dilengkapi dengan pengatur suhu minimum 20 °C
 Perlengkapan bantu lainnya, antara lain :
- Panci-panci untuk memanaskan agregat, aspal dan campuran
- Pengukur suhu dari logam berkapasitas 250°C dan 100°C dengan ketelitian 0,5 atau 1% dari kapasitas
- Kompor
- Sendok pengaduk
- Sarung asbes dan karet
- Timbangan yang dilengkapi penggantung benda uji berkapasitas 2 kg dengan ketelitian 0,1 gram dan timbangan berkapasitas 5 kg dengan ketelitian 1 gram
- Corong yang terbuat dari aluminium
- Spatula
- Satu set saringan terdiri dari ukuran : ¾, ½, 3/8, No.4, No.8, No.30, No.50, No.100 dan No.200, serta PAN.

Pembuatan dan Pengetesan Benda Uji
Pembuatan dan pengetesan benda uji dimaksudkan untuk menentukan ketahanan (stabilitas) terhadap kelelahan dari campuran aspal yang telah dibuat/ditentukan komposisinya. Benda uji (briket) yang dibuat untuk masing-masing kadar aspal berkisar antara 5,5 % - 7,0 % adalah sebanyak 3 (tiga) buah.
Langkah-langkah pembuatan dan pengetesan benda uji adalah sebagai berikut :
1. Masing-masing agregat dikeringkan sampai beratnya tetap pada suhu (110 ± 50) °C. Setelah dingin agregat dipisah-pisahkan dengan cara penyaringan kering kedalam fraksi - fraksi yang dikehendaki, lalu ditimbang sesuai dengan besarnya prosentase perbandingan komposisi agregat
2. Campuran agregat tersebut, dipanaskan sampai mencapai suhu pencampuran (170 ± 20)°C dalam panci pencampuran. Sementara itu aspal juga dipanaskan secara terpisah sampai mencapai suhu pencampuran
3. Aspal dituangkan kedalam panci pencampuran/agregat yang sudah dipanaskan tersebut, sesuai dengan beratnya yang telah ditetapkan. Kemudian diaduk sampai homogen dan terlihat seluruh permukaan agregat tertutup oleh aspal. Suhu selama pengadukan campuran aspal diusahakan tetap dipertahankan (150°C), dimana hal ini dikontrol dengan termometer
4. Campuran aspal yang telah homogen, dipindahkan kedalam cetakan benda uji (mould) yang telah dibersihkan dan diletakkan pada dasarnya kertas saring/penghisap lebih dahulu. Pemindahan campuran kedalam cetakan dilakukan dengan bantuan corong aluminium yang diletakkan diatas cetakan
5. Campuran didalam cetakan dtusuk-tusuk dengan spatula (sendok semen) sebanyak 15 kali pada bagian pinggir cetakan secara keliling dan 10 kali pada bagian dalamnya/tengahnya. Lalu ratakan permukaan campuran menjadi bentuk yang sedikit cembung dan taruhlah kertas saring diatasnya
6. Kemudian dilakukan pemadatan dengan penumbukan sebanyak 75 kali pada masing-masing bagian / sisi atas dan bawah cetakan
7. benda uji dikeluarkan dengan memakai alat ejector, lalu diletakkan diatas permukaan rata yang halus, dibiarkan selama kira-kira 24 jam pada suhu ruang
8. tanda pengenal diberikan pada benda uji yang telah dingin sesuai dengan prosentase kadar aspal, lalu ditimbang dan diukur tinggi benda uji dengan ketelitian 0,1 mm. Kemudian direndam benda uji dalam air kira-kira 24 jam pada suhu ruang
9. Setelah perendaman 24 jam, benda uji ditimbang dalam air dan beratnya ditetapkan untuk mendapatkan isi
10. Benda uji diangkat dan dilap dengan kain sampai mencapai keadaan kering permukaan jenuh (SSD = Saturated Surface Dry), kemudian ditimbang
11. Rendam benda uji dalam bak perendaman yang dapat diatur suhunya, dengan suhu 60 °C selama 30 – 40 menit
12. benda uji dikeluarkan dalam bak perendaman, lalu dimasukkan kedalam cincin penjepit dan diletakkan diatas piston penekan
13. Sebelum pembebanan dilakukan, kepala penekan beserta benda uji dinaikkan hingga menyentuh alat cincin penjepit. Pada cincin penjepit dipasang dial (arloji) pembacaan kelelahan (flow), jarum dial di stel pada angka nol
14. Dial stabilitas yang terpasang pada proving ring yang telah diitentukan, di stel pada angka nol
15. Benda uji pada kondisi ini telah siap untuk ditekan. Kemudian mesin dijalankan dengan membuka aliran listrik pada motor penggerak
16. Mesin dimatikan setelah jarum stabilitas tidak bergerak lagi (telah mencapai stabilitas maksimum). Kemudian dibaca/dicatat nilai stabilitas dan flow yang diperoleh. Perlu pula diketahui bahwa waktu benda uji dari bak perendaman sampai mencapai beban maksimum adalah tidak boleh lebih dari 30 detik.