Alat Pemeriksaan Aspal

ALAT YANG DIGUNAKAN UNTUK PEMERIKSAAN ASPAL

A.    PENETRASI

Yang dimaksud dengan penetrasi adalah masuknya jarum penetrasi ukuran tertentu, beban tertentu, dan waktu tertentu ke dalam aspal pada suhu tertentu;

CARA PELAKSANAAN

Peralatan

Peralatan yang digunakan adalah sebagai berikut :

1.    Alat penetrasi yang dapat menggerakkan pemegang jarum naik-turun tanpa gesekan dan dapat mengukur penetrasi sampai 0,1 mm;

2.    Pemegang jarum seberat (47,5±0,05) gram yang dapat dilepas dengan mudah dari alat penetrasi untuk peneraan;

3.    Pemberat dari (50 ± 0,05) gram atau (100 + 0,05) gram masing-masing dipergunakan untuk pengukuran penetrasi dengan beban 100 gram dan 200 gram;

4.    Jarum pentrasi dibuat dari stainless steel tanda (grade) 140oC atau HRC 54 sampai 60 dengan ukuran dan bentuk lihat Gambar 2. Ujung jarum harus berbentuk kerucut terpancung dengan berat jarum 2,5 ± 0,05 gram (Lihat Gambar 1);

5.    Cawan contoh terbuat dari logam atau gelas berbentuk silinder dengan dasar yang rata berukuran sebagai berikut :

Penetrasi Diameter Dalam/Tinggi dibawah 200 200 sampai 350 55 mm 70 mm 35 mm 45 mm

6.    Bak perendam (water bath);

Terdiri dari bejana dengan isi tidak kurang dari 10 liter dan dapat menahan suhu 25°C dengan ketelitian lebih kurang 0,1oC; bejana dilengkapi dengan pelat dasar berlubang-lubang terletak 50 mm di atas dasar bejana dan tidak kurang dari 100 mmdi bawah permukaan air dalam bejana;

7.    Tempat air untuk benda uji ditempatkan di bawah alat penetrasi; tempat tersebut mempunyai isi tidak kurang dari 350 ml dan tinggi yang cukup untuk merendam benda uji tanpa bergerak;

8.    Pengatur waktu;

Untuk pengukuran penetrasi dengan tangan (manual) diperlukan stop watch dengan skala pembagian terkecil 0,1 detik atau kurang dan kesaiahan tertinggi per 60 detik; untuk pengukuran penetrasi dengan alat otomatis, kesalahan alat tersebut tidak boleh melebihi 0,1 detik;

9.    Termometer, termometer bak perendam harus ditera (lihat Gambar 2 dan Daftar 1)

Benda Uji

Benda uji adalah aspal keras atau ter sebanyak ± 100 gram yang dipersiapkan dengan cara sebagai berikut :

1.    Panaskan contoh perlahan-lahan serta aduklah hingga cukup air untuk dapat dituangkan; pemanasan contoh untuk ter tidak lebih dari 60oC di atas titik lembek dan untuk aspal tidak lebih dari 90oC di atas titik lembek;

2.    Waktu pemanasan tidak boleh melebihi 30 menit; aduklah perlahan-lahan agar udara tidak masuk ke dalam contoh;

3.    Setelah contoh cair merata tuangkan ke dalam tempat contoh dan diamkan hingga dingin; tinggi contoh dalam tempat tersebut tidak kurang dari angka penetrasi ditambah 10 mm; buatlah dua benda uji (duplo);

4.    Tutup benda uji agar bebas dari debu dan diamkan pada suhu ruang selama 1 sampai 1,5 jam untuk benda uji kecil, dan 1,5 sampai 2 jam untuk yang besar.

Cara Pengujian

Urutan proses dalam pengujian ini adalah sebagai berikut :

1.    Letakkan benda uji dalam tempat air yang kecil dan masukkan tempat air tersebut ke dalam bak perendam yang bersuhu 25°C; diamkan dalam bak tersebut selama 1 sampai 1,5 jam untuk benda uji kecil, dan 1,5 sampai 2 jam untuk benda uji besar;

2.    Periksalah pemegang jarum agar jarum dapat dipasang dengan baik dan bersihkan jarum penetrasi dengan toluen atau pelarut lain kemudian keringkan jarum tersebut dengan lap bersih dan pasanglah jarum pada pemegang jarum;

3.    Letakkan pemberat 50 gram di atas jarum untuk memperoleh beban sebesar (100 ± 0,1) gram;

4.    Pindahkan tempat air berikut benda uji dari bak perendam ke bawah alat penetrasi;

5.    Turunkan jarum perlahan-lahan sehingga jarum tersebut menyentuh permukaan benda uji; kemudain aturlah angka 0 di arloji penetrometer sehingga jarum penunjuk berimpit dengannya;

6.    Lepaskan pemegang jarum dan serentak jalankan stop watch selama (5±0,1) detik; bila pembacaan stop watch lebih dari (5 ± 1) detik, hasil tersebut tidak berlaku;

7.    Putarlah arloji penetrometer dan bacalah angka penetrasi yang berimpit dengan jarum penunjuk; bulatkan hingga angka 0,1 mm terdekat;

8.    Lepaskan jarum dari pemegang jarum dan siapkan alat penetrasi untuk pekerjaan berikutnya;

9.    Lakukan pekerjaan 1) sampai 8) di atas tidak kurang dari 3 kali untuk benda uji yang sama, dengan ketentuan setiap titik pemeriksaan berjarak satu sama lain dan dari tepi dinding lebih dari 1 cm.

B.    TITIK LEMBEK

Yang dimaksud dengan titik lembek adalah suhu pada saat bola baja, dengan berat tertentu, menurut Gambar 2, 3, dan 4 mendesak turun suatu lapisan aspal atau ter yang tertahan dalam cincin berukuran tertentu, sehingga aspal tersebut menyentuh pelat dasar yang terletak di bawah cincin pada tinggi 25,4 mm, sebagai akibat kecepatan pemanasan tertentu.

CARA PELAKSANAAN

Peralatan

Peralatan yang digunakan adalah sebagai berikut :

1.      Termometer;

2.      Cincin kuningan;

3.      Bola baja diameter 9,53 mm, berat 3,50 ± 0,05 gram;

4.      Alat pengarah bola;

5.      Bejana gelas, tahan pemanasan mendadak dengan diameter dalam 8,5 cm dengan tinggi sekurang-kurangnya 12 cm, kapasitas 800 ml.

6.      Dudukan benda uji;

7.      Penjepit.

Persiapan Benda Uji

Benda uji adalah aspal atau ter sebanyak 25 gram yang dipersiapkan dengan cara sebagai berikut :

1.    Panaskan contoh perlahan-lahan sambil diaduk terus-menerus hingga cair merata, dengan ketentuan pemanasan dan pengadukan dilakukan perlahanlahan agar gelembung-gelembung udara tidak masuk;

2.    Suhu titik lembeknya dan untuk aspal tidak melebihi 111oC di atas titik lembeknya;

3.    Waktu untuk pemanasan ter tidak melebihi 30 menit sedangkan untuk aspal tidak melebihi 2 jam;

4.    Panaskan 2 buah cicin sampai mencapai suhu tuang contoh, dan letakkan kedua cicin di atas pelat kuningan yang telah diberi lapisan dari campuran talk dan glycerol;

5.    Tuangkan contoh ke dalam dua buah cicin ; diamkan pada suhu sekurangkurangnya 8oC dibawah titik lembeknya sekurang-kurangnya selama 30 menit;

6.    Setelah dingin; ratakan permukaan contoh dalam cicin dengan pisau yang telah dipanaskan.

Cara Pengujian

Urutan proses dalam pengujian ini adalah sebagai berikut :

1.    Pasang dan aturlah kedua benda uji di atas dudukannya dan letakkan pengarah bola diatasnya; kemudian masukkan seluruh peralatan tersebut ke dalam bejana gelas.

2.    Isilah bejana dengan air suling baru, dengan suhu (5±1)oC sehingga tinggi permukaan air berkisar antara 101,6 mm sampai 108 mm.

3.    Letakkan termometer yang sesuai untuk pekerjaan ini di antara kedua benda uji (kurang lebih 12,7 mm dari tiap cincin); periksa dan aturlah jarak antara permukaan pelat dasar dengan dasar benda uji sehingga menjadi 25,4 mm;

4.    Letakkan bola-bola baja yang bersuhu 5oC di atas dan di tengah permukaan masing-masing benda uji yang bersuhu 5oC menggunakan penjepit dengan memasang kembali pengarah bola; tahan temperatur 5oC±1oC selama 15 menit;

5.    Panaskan bejana sehingga kenaikan suhu menjadi 5oC per menit; kecepatan pemanasan ini tidak boleh diambil dari kecepatan pemasan rata-rata dari awal dan akhir pekerjaan ini; untuk tiga menit yang pertama perbedaan kecepatan pemasan tidak boleh melebihi 0,5oC;

6.    Apabila kecepatan pemanasan melebihi ketentuan dalam 2.3.5 maka pekerjaan diulang;

7.    Apabila dari suatu pekerjaan duplo perbedaan suhu dalam cara pengujian ini melebihi 1oC maka pekerjaan diulang.

C.    TITIK NYALA DAN TITIK BAKAR

Beberapa pengertian dapat dijelaskan sebagai berikut :

Titik nyala adalah suhu pada saat terlihat nyala singkat kurang dari 5 detik pada suatu titik diatas permukaan aspal;

Titik bakar adalah suhu pada saat terlihat nyala sekurang-kurangnya 5 detik pada suatu titik pada permukaan aspal.

CARA PELAKSANAAN

Peralatan

Peralatan yang dipakai dalam metode ini adalah sebagai berikut :

1.     Termometer (lihat Lampiran B)

2.     Cleveland open cup adalah cawan kuningan dengan bentuk dan ukuran tertentu (lihat Gambar 2) pada Lampiran B;

3.     Pelat pemanas, terdiri dari logam untuk meletakkan cawan clevenland;

4.     Sumber pemanasan, pembakaran gas atau tungku listrik, atau pembakaran alkohol yang tidak menimbulkan asap atau nyala disekitar bagian atas cawan;

5.     Penahan angin, alat yang menahan angin apabila digunakan nyala sebagai pemanasan;

6.     Nyala penguji, yang dapat diatur dan memberikan nyala dengan diameter 3.2 sampai 4.8 mm, dengan panjang tabung 75 mm.

Persiapan Benda Uji

Benda uji adalah contoh aspal sebanyak ± 100 gram yang dipersiapkan dengan

cara sebagai berikut :

1.     Panaskan contoh aspal pada suhu ± 140oC sampai cukup cair;

2.     Kemudian isilah cawan cleveland sampai garis batas (tanda pengisian pada Gambar 2) dan hilangkan (pecahkan) gelembung udara yang ada pada permukaan cairan.

Cara Pengujian

Urutan proses dalam pengujian ini adalah sebagai berikut :

1.     Letakkan cawan diatas pelat pemanas dan aturlah sumber pemanas sehingga terletak di bawah titik tengah cawan;

2.     Letakkan nyala api penguji dengan poros pada jarak 75 mm dari titik tengah cawan;

3.     Tempatkan termometer tegak lurus di dalam benda uji dengan jarak 6,4 mm di atas dasar cawan dan terletak pada satu garis yang menghubungkan titik tengah cawan dan titik poros nyala penguji; kemudian aturlah sehingga poros termometer terletak pada jarak ¼ diameter cawan dari tepi;

4.     Tempatkan penahan angin di depan nyala penguji;

5.     Nyalakan sumber pemanas dan aturlah pemanasan sehingga kenaikan suhu menjadi (15 ± 1)oC per menit sampai benda uji mencapai suhu 56oC di bawah titik nyala perkiraan;

6.     Kemudian aturlah kecepatan pemanasan 5oC sampai 6oC per menit pada suhu antara 56oC dan 28oC dibawah titik nyala perkiraan;

7.     Nyalakan nyala penguji dan aturlah agar diameter nyala penguji tersebut menjadi 3.2 sampai 4.8 mm;

8.     Putarlah nyala penguji sehingga melalui permukaan cawan (dari tepi ke tepi cawan) dalam waktu satu detik; ulangi pekerjaan tersebut setiap kenaikan suhu 2oC;

9.     Lanjutkan pekerjaan 2.3.6) dan 2.3.8) sampai terlihat nyala singkat pada suatu titik di atas permukaan benda uji; bacalah suhu pada termometer dan catat;

10.  Lanjutkan pekerjaan 2.3.9) sampai terlihat nyala yang agak lama sekurangkurangnya 5 detik di atas permukaan benda uji; bacalah suhu pada termometer dan catat;

11.  Pemeriksaan yang tidak memenuhi syarat toleransi, dianggap gagal dan harus diulang.

D.    KEHILANGAN BERAT ASPAL

Pemeriksaan dilakukan untuk mengetahui pengurangan berat akibat penguapan bahan-bahan yang mudah menguap dalam aspal. Aspal setebal 3mm dipanaskan sampai 163⁰  selama 5 jamm didalam oven yang dilengkapi dengan piring berdiameter 25 cm tergantung melalui poros vertikal dan dapat berputar dengan kecepatan 5-6 putaran/menit. Oven dilengkapi dengan ventilasi. Pemeriksaan mengikuti prosedure PA. 0304-76 atau AASHTO T47-82. Penurunan berat yang besar menunjukkan banyaknya bahan-bahan yang hilang karena penguapan. Aspal tersebut akan cepat mengeras dan menjadi rapuh. Pemeriksaan dapat dilanjutkan dengan menentukan penetrasi/viskositas aspal dari contoh aspal yang telah mengalami pemanasan.

E.     DAKTILITAS

Daktilitas aspal adalah nilai keelastisitasan aspal, yang diukur dari jarak terpanjang, apabila antara dua cetakan berisi bitumen keras yang ditarik sebelum putus pada suhu 25oC dan dengan kecepatan 50 mm/menit.

CARA PELAKSANAAN

Peralatan

Peralatan yang digunakan adalah sebagai berikut :

1.      Termometer (lihat Lampiran B);

2.      Cetakan daktilitas kuningan;

3.      Bak perendam isi 10 liter, yang menjaga suhu tertentu selama pengujian dengan ketelitian 0,1oC, dan benda uji dapat terendam sekurang-kurangnya 100 m dibawah permukaan air; bak tersebut diperlengkapi denag pelat dasar berlubang yang diletakkan 50 mm dari dasar bak perendam untuk meletakkan benda uji.

4.      Mesin uji ketentuan sebagai berikut:

a.    Dapat menarik benda uji dengan kecepatan yang tetap;

b.    Dapat menjaga benda uji tetap terendam dan tidak menimbulkan getaran selama pemeriksaan;

5.      Bahan methyl alkohol teknik atau glycerin teknik.

Persiapan Benda Uji

Benda uji adalah contoh 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 dan dextrin atau glycerin dan talk atau glycerin dan kaolin atau amalgan; 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 80oC – 100oC di atas titik lembek; kemudian contoh disaring dengan saringan N0. 50 dan setelah diaduk, dituamg 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; kemudian ratakan contoh yang berlebihan dengan pisau atau spatula yang panas sehingga cetakan terisi penuh dan rata.

Cara Pengujian

Urutan proses dalam pengujian ini adalah sebagai berikut :

1.    Diamkan benda uji pada suhu 25oC 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 mm/menit sampai benda uji putus; perbedaan kecepatan atau kurang dari 5% masih diizinkan; 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 (25oC ± 0.5oC);

3.    Apabila benda uji menyentuh dasar mesin uji tau terapung pada permukaan air maka pengujian dianggap tidak normal; untuk menghindari hal semacam ini maka berat jenis air harus disesuaikan dengan berat jenis benda uji dengan menambah methyl alkohol atau glycerin, apabila pemeriksaan normal tidak berhasil setelah dilakukan 3 kali maka dilaporkan bahwa pengujian daktilitas bitumen tersebut gagal.

F.     BERAT JENIS ASPAL KERAS

Berat jenis aspal adalah perbandingan antara berat aspal dan berat air suling dengan isi yang sama pada suhu tertentu, 25⁰ atau 15,6⁰ C. Prosedur pemeriksaan mengikuti PA-0307-76 atau AASHTO T228-79.

G.    VISKOSITAS

1.    Viskositas apparen adalah perbandingan antara tegangan geser dengan loju geser cairan Newtonian atau Non Newtonian.

2.    Cairan Newtonian adalah cairan dimana laju geser berbanding lurus dengan tegangan geser. Bila tidak berbanding lurus cairan adalah Non Newtonian. Beberapa cairan memperlihatkan kedua sifat tersebut, baik Newtonian maupun Non Newtonian tergantung pada laju geser.

3.    Viskositas; koefisien viskositas adalah perbandingan antara tegangan geser yang diberikan dengan laju geser. Nilai koefisien ini adalah suatu ukuran ketahanan terhadap pengaliran cairan. Satuan viskositas dalam Standar Internasional (SI) adalah Pascal sekon (Pa.s). Satuan viskositas dalam sistim centimeter gram sekon (cgs) adalah poise (dyreis/cm2) dan nilai ini setara dengan 0,1 Pascal sekon (Pa.s). Biasanya satuan viskositas dinyatakan dalam centipoise (cP), dimana 1 cP sama dengan 1 milipascal sekon (mPa.s).

Ringkasan Pengujian

Viskometer Brookfield Termosel, yang diuraikan dalam prosedur ini, digunakan untuk mengukur viskositas aspal minyak pada berbagai temperatur. Torsi pada spindel yang berputar pada temperatur tertentu digunakan untuk mengukur ketahanan relatif terhadap perputaran dalam tabung benda uji. Nilai viskositas aspal dalam milipascal sekon (MPPa.s) diperoleh dengan mengalikan hasil pembacaan torsi dengan suatu faktor (lihat tabel 1 pada lampiran B). SNI 03-6441-2000

Kegunaan

Pengujian ini dapat digunakan untuk mengukur viskositas apparen aspal minyak pada temperatur yang diinginkan.

Beberapa jenis aspal minyak, mungkin memperlihatkan sifat Non Newtonian pada kondisi pengujian atau selama penggunaannya pada rentang temperatur tertentu. Karena nilai viskositas Non Newtonian bukan merupakan sifat khusus suatu material, tetapi mencerminkan perilaku cairan dan sistim pengukuran, maka nilai pengukuran yang didapat pada pengujian ini tidak selalu dapat memperkirakan kinerja aspal pada kondisi yang diinginkan.

Perbandingan nilai-nilai viskositas Non Newtonian hanya dapat dilakukan bila pengukuran dilakukan dengan viskometer yang sejenis, pada kondisi tegangan geser dan geseran yang sama.

Peralatan

Sistem pengukuran Viskositas temperatur tinggi dari Brookfield Termosel menggunakan Brookfield Sinkroelektrik Termosel Standar, yang terdiri atas modelmodel LV, RV HA atau HB yang penggunaannya tergantung pada rentang viskositas.

·      Spindel.

·      Sistem Termosel.

·      Wadah pemanas dan tabung benda uji.

·      Pengontrol Strip Chart Recorder (SCR) dan Probe.

·      Peralatan untuk membuat grafik.

Prosedur

1.         Baca dan pahami informasi pada petunjuk operasional dari pabrik pembuat alat sebelum mulai melaksanakan.

2.         Nyalakan alat Termosel.

3.         Atur pengontrol temperatur sesuai temperatur pengujian yang diinginkan.

4.         Kalibrasi pengontrol sesuai petunjuk operasional.

5.         Tunggu 1,5 jam (sampai termosel mencapai temperatur pengujian), dengan Spindel_terpilih di dalam tabung benda uji (periksa lampu pengontrol).

6.         Isi tabung benda uji dengan aspal sesuai spindel yang digunakan. Lakukan dengan hati-hati untuk menghindari panas yang berlebihan pada benda uji dan menghindari pengapian benda uji yang mempunyai pemanasan titik nyala rendah. Hitung berat yang diperlukan dari data berat jenis atau kepadatan benda uji. Benda uji yang diperlukan sekitar 8 sampai 10 ml.

7.         Jangan mengisi benda uji secara berlebihan. Volume benda uji sangat menentukan sistim kalibrasi. Untuk memperoleh benda uji yang mewakili, lakukan terus pengadukan pada aspal.

8.         Ketinggian cairan harus segaris dengan batang spindel pada garis kira-kira 3,2 mm diatas bagian atas spindel yang meruncing.

9.         Dengan menggunakan alat penjepit masukkan tabung yang berisi benda uji ke wadah pemanas. SNI 03-6441-2000

10.      Tempatkan viskometer tepat diatas wadah pemanas.

11.      Pasang spindel ke viskometer, dan turunkan viskometer sehingga spindel masuk kedalam benda uji. Pemilihan spindel dapat dilakukan berdasarkan pengujian awal.

12.      Biarkan aspal sampai mencapai temperatur pengujian yang konstan (kurang lebih 15 menit).

13.      Jalankan viskometer Brookfield model RV, HA, HB pada 20 rpm, atau untuk model LV pada 12 rpm, dan amati hasil pembacaan. Bila hasil pembacaan terletak diantara angka 2 dan angka 98, lanjutkan pengujian.

14.      Catat tiga pembacaan setiap 60 detik dari setiap termperatur pengujian.

15.      Lakukan prosedur yang sama untuk setiap temperatur pengujian yang diinginkan.

16.      Bila pada temperatur pengujian terendah, pembacaan masih diatas angka 98, kurangi kecepatan spindel dan lanjutkan pengujian.

17.      Bila pembacaan masih diatas angka 98, gunakan spindel lain yang lebih kecil dan ulangi pengujian.

18.      Kalikan faktor viskositas dengan pembacaan viskomewter Brooktield untuk mendapatkan viskositas dalam centipoise (cP), lihat Tabel 1 pada Lampiran B.

19.      Selama pengukuran viskositas, jangan mengubah kecepatan putaran spindel, karena akan mengubah laju geser.

AGREGRAT

1.    Saringan

Analisa saringan dapat dilakukan dengan menggunakan analisa keringa atau analisa basah. Analisa kering mengikuti AASHTO T27-82. Sedangkan analisa basah mengikuti AASHTO T11-82. Analisa basah umum dilakakukan jika agregat yang akan ditapis mengandung butir-butir halus sehingga fraksi butir-butir halus dapat terdeteksi dengan baik. Jika agregat kasar itu “bersih”, tidak/sedikit sekali mengandung butir halus dapat digunakan analisa kering.

2.    Los Angeles

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui angka keausan yang dinyatakan dengan perbadingan antara berat bahan aus terhadap berat semula dalam persen, metode dan alat yang digunakan mengacu pada SNI 2417-2008.