Kesan Menggunakan Habuk Sabut Kelapa Dalam Penyediaan Konkrit Asfalt
description
Transcript of Kesan Menggunakan Habuk Sabut Kelapa Dalam Penyediaan Konkrit Asfalt
1
BAB I
PENGENALAN
1.1 PENDAHULUAN
Rangkaian sistem jalan raya adalah merupakan salah satu medium perhubungan yang
mempunyai peranan yang sangat penting dalam menghubungkan sesuatu kawasan
dengan kawasan yang lain selain menjadi salah satu penyumbang utama kepada
peningkatan ekonomi tempatan dan pertumbuhan sosial. Bermula dengan hanya tanah
merah sebagai permukaan jalan, sistem jalan raya terus berkembang dan
bertransformasi kepada struktur yang lebih baik seperti jalan raya berbitumen selari
dengan perkembangan teknologi dan peningkatan kelahiran ahli bijak pandai dalam
menghasilkan rangkaian sistem jalan raya yang lebih baik dan lebih ekonomi dari
semua segi.
Di Malaysia, kebanyakan sistem jalan raya adalah terdiri daripada jalan raya
berbitumen. Dalam pembinaan jalan raya berbitumen, teknik dan kaedah pembinaan
jalan juga memainkan peranan yang sangat penting dalam menghasilkan sesuatu jalan
yang dapat memberikan perkhidmatan yang sempurna. Dengan berkembangnya
rangkaian jalan raya, maka secara tidak langsung ianya menuntut agar kemajuan dan
perkembangan teknologi pembinaan jalan itu sendiri diperbaiki dalam meningkatkan
lagi kualiti pembinaan bagi memberikan keselesaan dan keselamatan terhadap
pengguna jalan raya.
Turapan berbitumen atau konkrit asfalt adalah sejenis turapan yang lazim
digunakan. Ini kerana turapan jenis ini mempunyai jangka hayat yang panjang serta
kebolehkhidmatannya yang tinggi. Rintangan yang agak tinggi terhadap kehausan,
2
kelesuan, kegelinciran dan ubah bentuk permukaan juga merupakan salah satu di
antara faktor mengapa turapan berbitumen ini menjadi pilihan berbanding dengan
turapan yang lain. Hal sedemikian adalah kerana sifat bitumen itu sendiri yang anjal
dan mudah untuk kembali ke bentuk asal apabila beban dikenakan ke atasnya.
1.2 PENYATA MASALAH
Sebagai lapisan permukaan jalan raya, turapan berbitumen yang dibina mestilah bebas
dari segala kemungkinan kegagalan atau kerosakan jalan raya. Sesuatu turapan
berbitumen perlulah mempunyai ketahanlasakan yang tinggi kerana lapisan ini
merupakan satu lapisan yang penting untuk menanggung segala beban yang dikenakan
ke atasnya. Ketahanlasakan turapan konkrit asfalt adalah bergantung kepada
keupayaan bitumen sebagai perekat untuk mengikat agreget supaya dapat
menghasilkan campuran yang stabil dan kukuh.
Campuran berbitumen yang tidak direkabentuk dengan sempurna boleh
menyebabkan kegagalan struktur jalan pra-matang yang disebabkan oleh kekurangan
keupayaan kualiti rekatan bitumen. Di antara kegagalan yang biasa ditemui ialah
penyepaian, kegagalan patah dan ketidakstabilan. Selain itu, kerosakkan pada turapan
anjal yang sering berlaku adalah seperti retakan, ubah bentuk permukaan, kecacatan
permukaan, pengkawahan dan kecacatan pinggir. Masalah-masalah tersebut boleh
menimbulkan ketidakselesaan selain membahayakan keselamatan pengguna jalan raya
itu sendiri.
Oleh itu, dalam menghasilkan sesuatu turapan yang lebih bermutu dan efisen
selain kos pembinaanya yang menjimatkan dan lebih praktikal, beberapa kajian
terhadap kandungan turapan telah dilakukan namun sehingga kini masih belum ada
keputusan yang mencapai tahap yang dikehendaki.
Kajian yang dijalankan ini adalah untuk mendapatkan hasil yang lebih
memberangsangkan dengan menggantikan habuk sabut kelapa sebagai agregat halus
di dalam penyediaan campuran konkrit asfalt. Ini kerana bahan ini sangat mudah
untuk diperolehi dan sangat murah dari segi kosnya.
3
1.3 MATLAMAT DAN OBJEKTIF KAJIAN
Matlamat utama kajian ini dijalankan adalah untuk mengkaji kesesuaian penggunaan
habuk sabut kelapa sebagai pengganti agregat halus di dalam turapan jalan. Bagi
mencapai matlamat ini, kajian yang dijalankan adalah berdasarkan objektif berikut;
Merekabentuk dan menyediakan sampel campuran lazim berbitumen
Menjalankan beberapa ujian ke atas sampel seperti modulus kebingkasan,
ujian rayapan statik dan ujian rayapan dinamik.
1.4 SKOP KAJIAN
Kajian yang dijalankan melibatkan ujian di makmal dengan menggunakan peralatan
dan kemudahan yang disediakan di Makmal Jalanraya. Bitumen dan habuk sabut
kelapa juga diperolehi daripada Makmal Jalanraya. Skop kajian ini hanya tertumpu
pada campuran bergred ACW20 dan penyediaan sampel adalah mengikut kaedah
Marshall. Penggunaan habuk sabut kelapa yang akan menggantikan agregat halus
yang melepasi saiz ayakan 0.075 mm adalah sebanyak 0%, 30%, 60% dan 100% (nilai
peratus dikalikan dengan jumlah agregat halus).
Seterusnya kajian ini dijalankan dengan membandingkan keputusan yang
diperolehi dengan keputusan pengkaji yang lepas yang menggunakan agregat halus
sebagai agregat asal.
1.5 KEPENTINGAN KAJIAN
Sebagaimana yang telah dinyatakan sebelum ini, dalam menghasilkan turapan
berbitumen yang efisien dan ekonomi, beberapa kajian perlu dilakukan dalam mencari
kesesuaian bahan yang boleh memberikan hasil yang efisen dan ekonomi.
Penggunaan habuk sabut kelapa sebagai pengganti agregat halus mungkin
dapat mengurangkan kos pembinaan jalan raya kerana selain ianya mudah didapati,
ianya sangat ekonomi dari segi kosnya. Di samping itu, penggunaan habuk sabut
4
kelapa ini dapat mengimbangi semula kos pembinaan jalan raya yang sentiasa naik
akibat kenaikan harga semasa bagi simen dan agregat sekiranya bahan tersebut boleh
diguna pakai.
Daripada keputusan kajian, langkah-langkah kawalan yang sepatutnya boleh
dicadangkan dan menjadi rujukan kepada pengkaji-pengkaji yang akan datang.
Diharap dengan adanya kajian seumpama ini, penemuan-penemuan yang lebih baru
dapat dikenalpasti sebagai salah satu sumber baru dalam teknologi pembinaan jalan
raya.
5
BAB II
KAJIAN LITERATUR
2.1 PENGENALAN
Pelbagai jenis turapan berbitumen telah digunakan dalam pembinaan jalan dan
lebuhraya baik di negara-negara maju mahupun di negara-negara yang sedang
membangun seperti negara kita, Malaysia. Kini, turapan berbitumen sangat meluas
penggunaannya kerana ianya mempunyai jangka hayat rekabentuk yang panjang
selain berupaya memainkan peranan seperti yang diharapkan pada sesuatu turapan
yang bermutu tinggi.
Ekoran daripada pertambahan beban lalu lintas dari semasa ke semasa, struktur
jalan raya yang direkabentuk hendaklah mempunyai ketahanlasakan dan
kebolehkhidmatan yang tinggi dalam memainkan peranannya sebagai salah satu media
perhubungan yang terpenting. Ketahanlasakan dan kebolehkhidmatan struktur jalan
untuk menanggung beban lalulintas yang tinggi itu juga banyak bergantung kepada
kekuatan, kekukuhan dan juga kestabilan sesuatu turapan jalan.
Faktor utama yang menjamin sesuatu turapan itu boleh berfungsi sepenuhnya
dengan baik adalah bergantung kepada campuran bahan turapan itu sendiri dalam
pembinaan jalan. Campuran bahan turapan yang mengikut spesifikasi yang ditetapkan
sangat memainkan peranan yang penting dalam menyediakan satu permukaan yang
rata serta memberi keselesaan kepada penggunanya disamping mengekalkan ciri-ciri
dan sifat-sifat yang sememangnya perlu ada pada sesuatu turapan jalan itu.
Berdasarkan kajian yang telah dilakukan oleh Nawawi (2005) yang
menggunakan abu kelapa sawit sebagai bahan pengisi dalam campuran panas konkrit
6
berasfalt, hasil yang diperolehinya adalah tidak memuaskan apabila beliau mendapati
kestabilan campuran secara keseluruhan bagi sampelnya adalah menurun dengan
penambahan abu kelapa sawit selain meningkatkan peratus lompang di dalam
sampelnya.
Maka, kajian yang dijalankan ini adalah dengan menggantikan habuk sabut
kelapa sebagai agregat halus di dalam penyediaan campuran konkrit asfalt bagi
membuktikan bahawa penggunaan bahan terbuang seperti sabut kelapa dapat
membantu meningkatkan prestasi turapan berbanding abu kelapa sawit. Selain murah,
ianya juga sangat mudah didapati di mana-mana dan mudah diperolehi pada bila-bila
masa.
2.2 CAMPURAN BERBITUMEN
Campuran berbitumen merupakan suatu campuran yang mengandungi agregat,
bitumen dan juga bahan pengisi yang diikat menjadi suatu campuran yang kukuh dan
biasanya digunakan dalm pembinaan jalan raya boleh lentur. Campuran ketiga-tiga
bahan ini hendaklah mengikut spesifikasi tertentu bagi mendapatkan turapan yang
benar-benar berkualiti, ekonomi dan bermutu tinggi.
Agregat memainkan peranan penting dalam menentukan sifat dan ciri turapan
jalan dalam menyediakan struktur saling-mengunci. Bahan pengikat bitumen
merupakan bahan yang mempunyai sifat visco-elastik yang sangat dipengaruhi oleh
faktor suhu dan juga beban lalu lintas yang tinggi. Bahan pengikat ini bertindak
sebagai perekat di antara partikel agregat dengan lapisan bawah permukaan jalan.
Manakala bahan pengisi akan mengisi rongga-rongga yang terdapat di antara
campuran agregat dan bahan pengikat dalam memberikan kekuatan tambahan dalam
mereka bentuk turapan berbitumen.
2.3 BAHAN-BAHAN CAMPURAN TURAPAN
Bahan-bahan yang lazim digunakan dalam menghasilkan satu campuran konkrit
berasfalt ialah:
7
i. Bitumen – merupakan bahan pengikat untuk mengikat agregat
supaya menghasilkan campuran yang stabil dan kukuh
ii. Agregat – menyediakan struktur saling mengunci, menanggung
beban lalu lintas dan menyalurkannya ke lapisan di
bawah
iii. Bahan pengisi – berfungsi untuk mengisi rongga-rongga yang terdapat
dalam bancuhan dan membaiki ciri kelekitan bitumen
supaya turapan lebih tahan lasak disamping dapat
mengurangkan lelehan
2.3.1 Bitumen
Bitumen merupakan hidrokarbon yang larut di dalam karbon disulfat. Bahan tersebut
lazimnya agak keras pada suhu biasa tetapi lembut dan mengalir apabila dipanaskan.
Apabila dicampurkan bersama agregat dalam keadaan bendalir dan kemudiannya
dibiarkan menyejuk, bitumen tersebut akan mengeras dan mengikat agregat lalu
membentuk satu permukaan turapan (Atkins 2005).
2.3.1.1 Sifat-Sifat Semulajadi Bitumen
Bitumen telah digunakan secara meluas dalam pembinaan jalan raya kerana sifat
semulajadinya yang unik. Di antara sifat-sifat tersebut adalah seperti berikut :-
i. Satu bahan penyimen yang kuat, mudah merekat dan tahan lasak
ii. Merupakan bahan plastik yang mempunyai kebolehlenturan yang terkawal
apabila bercampur dengan agregat
iii. Tidak dipengaruhi oleh kebanyakan asid, alkali dan garam. Ianya hanya boleh
dipengaruhi oleh asid sulfurik dan asid nitrik
iv. Mempunyai sifat kalis air yang tinggi. Ini penting bagi menghalang air larian
permukaan menyusup masuk ke dalam lapisan subgred kerana apabila ianya
berlaku, lapisan subgred tadi akan menjadi tepu dan seterusnya membawa
kepada kegagalan struktur dari menanggung beban lalulintas
8
2.3.1.2 Sumber dan Pengelasan Bitumen
Bitumen boleh diperolehi daripada dua sumber utama iaitu bitumen yang diperolehi
secara semulajadi dan bitumen yang terhasil daripada proses penyulingan petroleum
mentah.
2.3.1.2.1 Bitumen Semulajadi
Bitumen semulajadi merujuk kepada pelbagai jenis bahan bitumen yang boleh
didapati secara semulajadi. Antara sifat-sifat bitumen semulajadi adalah lembut dan
merekat atau keras dan mudah rapuh. Sumber bitumen yang lembut boleh didapati
dari Tasik Trinidad yang mana mengandungi sekitar 54% bitumen manakala bitumen
semulajadi yang keras boleh didapati di dalam liang-liang dalam batuan sedimen
seperti batu kapur dan pasir yang mengandungi kandungan bitumen sekitar 4% hingga
8%. Bitumen semulajadi juga tidak mengandungi kandungan bitumen yang tinggi
berbanding dengan bitumen petroleum.
2.3.1.2.2 Bitumen Petroleum
Bitumen petroleum merupakan bitumen dalam bentuk koloid yang terdapat dalam
petroleum mentah yang terhasil daripada proses penyulingan berperingkat dan
digunakan secara meluas dalam pembinaan jalan (Atkins 2005). Rajah 2.2
menunjukkan carta alir bagi asfalt petroleum.
2.3.1.3 Jenis-Jenis Bitumen
Jenis-jenis bitumen yang sering digunakan dalam pembinaan turapan jalan boleh
diklasifikasikan kepada beberapa jenis iaitu penusukan/simen asfalt, „cutback‟, emulsi
dan tertiup/teroksida.
2.3.1.3.1 Bitumen Gred Penusukan atau Simen Asfalt
Ia merupakan bahan yang sangat likat dan pada suhu bilik ianya berwarna hitam,
melekit dan berkeadaan separa pepejal. Selain itu, ia juga adalah adalah bahan
9
penyimen yang kuat dan tahan lama dengan ciri rekatan dan kalis air yang sangat baik.
Bitumen jenis ini mempunyai rintangan yang tinggi terhadap tindakan kebanyakan
asid, alkali dan garam. Ia mudah dicairkan dengan memanaskannya untuk
dicampurkan bersama agregat bagi membentuk campuran panas dan apabila sejuk,
campuran ini akan membentuk turapan yang sangat kuat dan mampu untuk
menanggung beban lalulintas yang tinggi. Kebiasaannya, ianya digunakan dalam
pembinaan turapan boleh lentur kelas terbaik.
RAJAH 2.1 : Bitumen gred penusukan atau simen asfalt
2.3.1.3.2 Bitumen ‘Cutback’
Bitumen cecair yang terhasil adalah daripada campuran bitumen (50% - 80%) dengan
sejumlah cecair pelarut petroleum bagi merendahkan kelikatan bitumen itu sendiri
supaya dapat digunakan pada suhu yang lebih rendah. Apabila turapan dilakukan atau
dicampurkan dengan agregat, pelarut tadi akan meruap ke udara dan meninggalkan
sisa bitumen pada permukaan. Berdasarkan kepada kadar ruapan, bitumen „cutback‟
ini boleh dibahagikan kepada tiga bahagian iaitu awet cepat, sederhana dan perlahan.
Kebiasaannya, ianya digunakan dalam kerja-kerja pemulihan dan penyelengaraan
jalan raya.
2.3.1.3.3 Bitumen Emulsi
Bitumen ini dihasilkan dengan mencampurkan bitumen (55% - 65%) dengan air dan
bahan emulsi dalam pengisar koloid. Ia bertujuan untuk merendahkan kelikatan
10
bitumen bagi membolehkannya untuk digunakan pada suhu yang lebih rendah. Jenis
emulsi bergantung kepada agen pengemulsi yang digunakan. Terdapat dua jenis
bitumen emulsi yang biasa digunakan iaitu Anionik dan Kationik. Bitumen emulsi
banyak digunakan dalam kerja-kerja pemulihan dan penyelenggaraan jalan raya.
RAJAH 2.2 : Penghasilan bitumen emulsi
2.3.1.3.4 Bitumen Tertiup atau Teroksida
Ia dihasilkan dengan memanaskan bitumen pada suhu tinggi dan udara dialirkan
melalui bitumen tadi yang menjadikannya lebih keras. Biasanya bitumen jenis ini
digunakan untuk kerja bumbung selain kerja-kerja menampal atau mengkedap retakan
yang terbentuk pada turapan konkrit.
Tangki
Asfalt
Panas
Air
+
Bahan
Emulsi
Rotor
Simpanan Simpanan
Simpanan
Pam
11
RAJAH 2.3 : Carta alir asfalt petroleum
Sumber : www.tpub.com 2008
12
Jadual 2.1 di bawah menunjukkan kandungan bahan dalam bitumen.
JADUAL 2.1 : Komposisi bitumen
Bahan Peratus Kandungan (%)
Karbon 80 - 85
Hidrogen 10
Sulfur 1 – 5
Nitrogen 1
Oksigen < 1
Sumber : Nur Atiqah 2007
2.3.1.4 Ujian Ke Atas Bitumen
Bagi memastikan bitumen memenuhi spesifikasi untuk kegunaannya, beberapa ujian
makmal perlu dilakukan ke atasnya. Antara ujian tersebut ialah :-
i. Penusukan (Penetration)
ii. Titik Lembut (Softening Point)
iii. Kemuluran (Ductility)
iv. Titik Kilat Dan Titik Bakar (Flash and Power Point)
v. Kelikatan (Viscosity)
vi. Kehilangan Apabila Dipanaskan (Loss On Heating)
vii. Ketuhar Selaput Nipis (Thin Film Oven Test)
viii. Graviti Tentu (Specific Gravity)
ix. Kebolehlarutan (Solubility)
2.3.1.4.1 Ujian Penusukan (AASHTO T 49-84)
Ujian penusukan merupakan ujian kekonsistenan untuk menentukan kekerasan
bitumen. Penusukan boleh didefinasikan sebagai jarak (dalam 1/10 mm) jarum
piawaian menusuk bahan dalam masa, beban dan suhu yang diketahui. Ujian ini
dijalankan dengan menggunakan jarum piawai di bawah beban 100 gram selama 5
saat pada suhu 25 °C. Unit yang digunakan adalah PEN (1PEN = 0.1 mm). Nilai
penusukan yang tinggi menunjukkan bitumen tersebut adalah lembut dan begitulah
13
sebaliknya. Bitumen yang mempunyai penusukkan yang tinggi sesuai digunakan di
kawasan sejuk untuk mengurangkan keretakan.
2.3.1.4.2 Ujian Titik Lembut (AASHTO T 53-84)
Ujian titik lembut merupakan ujian kekonsistenan yang menentukan suhu di mana
pertukaran fasa berlaku dalam bitumen. Titik lembut boleh didefinasikan sebagai suhu
di mana bitumen tidak berupaya untuk menyokong berat bebola besi dan mula
mengalir. Ujian ini juga dikenali sebagai ujian cincin dan bebola. Dalam ujian ini,
bitumen dipanaskan dan dituang ke dalam sepasang cincin. Selepas disejukkan, cincin
diapungkan dalam bekas berisi air pada suhu 5 °C. Bebola keluli diletakkan di atas
sampel bituen tadi dan air dipanaskan perlahan-lahan. Apabila suhu meningkat,
bitumen mula melembut dan bebola tenggelam ke dalam bitumen dan jatuh melalui
cincin hingga dasar plat yang berada 25.4 mm di bawahnya. Suhu apabila bebola
menyentuh plat diambil sebagai suhu titik lembut bitumen. Ujian titik lembut ini
digunakan bersama ujian penusukan untuk menetukan nilai Indeks Penusukan sesuatu
bitumen. Indeks ini digunakan untuk menganggar ciri „visco-elastic‟ bitumen dan
bancuhan. Ini akan menentukan kesesuaian sesuatu bitumen itu untuk dijadikan
sebagai bahan turapan jalan. Indeks penusukan juga dapat ditentukan berdasarkan
formula di dalam BS 4987.
𝐼𝑃 = (1951.4 – 500 log P – 20 SP)
(50 log P – SP – 120.14)
Biasanya IP di antara -1 dan +1 sesuai digunakan dalam pembinaan jalan.
2.3.1.4.3 Ujian Kemuluran (AASHTO T 51-86)
Ujian kemuluran merupakan ujian bagi menentukan tahap kemuluran sesuatu bitumen.
Kemuluran adalah suatu ciri sesuatu bahan yang membenarkannya mengalami
perubahan bentuk yang besar (memanjang) tanpa putus. Kemuluran boleh
didefinasikan sebagai jarak dalam sentimeter bagi sampel piawai yang boleh ditarik
tanpa putus. Bitumen dipanaskan dan dituang ke dalam acuan khas untuk disejukkan.
Sampel ini kemudiannya direndamkan ke dalam rendaman air pada suhu 25 °C dan
14
ditarik menggunakan mesin kemuluran pada kelajuan 5 cm/minit. Jarak apabila
sampel putus diambil sebagai nilai kemuluran. Kemuluran adalah sifat yang terpenting
bagi bitumen kerana ianya menunjukkan kuasa pengikat bahan tersebut dari
berlakunya retakkan.
2.3.1.4.4 Ujian Titik kilat dan Titik Bakar (AASHTO T 48-84)
Ujian ini merupakan ujian keselamatan bagi bitumen. Apabila bitumen dipanaskan
pada suhu yang tinggi, wap terbebas akan menyambar sekiranya terdapat percikan api
atau sumber api. Titik kilat menunjukkan suhu di mana bitumen dapat dipanaskan
tanpa bahaya berlakunya janaan api dalam kehadiran sumber api terbuka manakala
titik bakar pula menunjukkan suhu di mana bitumen akan mula terbakar. Kaedah yang
biasa digunakan ialah kaedah Mangkuk Terbuka Cleveland iaitu bitumen dimasukkan
ke dalam mangkuk dan suhu dinaikkan secara beransur-ansur. Semasa suhu
meningkat, sumber api kecil dilakukan di atas permukaan bitumen dari semasa ke
semasa. Suhu apabila wap yang terbebas cukup untuk menjanakan kilat, diambil
sebagai titik kilat manakala suhu apabila api menyala selama sekurang-kurangnya 5
saat diambil sebagai titik bakar.
2.3.1.4.5 Ujian Kelikatan
Ujian kelikatan merupakan ujian kekonsistenan untuk menentukan kelikatan bitumen.
Kelikatan didefinasikan sebagai rintangan suatu bendalir untuk mengalir. terdapat dua
jenis kelikatan iaitu kelikatan mutlak atau dinamik dan kelikatan kinematik. Kelikatan
mutlak didefinasikan sebagai nisbah di antara tegasan ricih kenaan dan kadar ricih
yang mana ianya menunjukkan rintangan bendalir untuk mengalir, lazimnya disebut
kelikatan bendalir. Manakala kelikatan kinematik didefinasikan sebagai rintangan
bendalir untuk mengalir di bawah tindakkan graviti. Ujian ini dijalankan dengan
menggunakan kapilari vakum yang diletakkan dalam rendaman air pada suhu 60 °C.
Bitumen dimasukkan hingga ke garisan yang ditandakan dan dibiarkan tetap pada
suhu rendaman selama masa yang ditetapkan. Hujung kecil tiub disambungkan kepada
vakum dan masa untuk bitumen bergerak di antara dua titik diambil. Masa yang
diambil didarabkan dengan faktor kalibrasi kapilari vakum untuk mendapatkan nilai
kelikatan dalam unit Poises (1 Poises = 1 gram/cm.s = 0.1 Pa.s). Kelikatan kinematik
15
boleh dikira daripada hasil bahagi kelikatan mutlak dibahagikan dengan graviti tentu
bitumen pada suhu yang sama, dalam unit sentistokes (1 cS = 1 mm²/s).
𝐾𝑒𝑙𝑖𝑘𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑀𝑢𝑡𝑙𝑎𝑘 𝑃𝑜𝑖𝑠𝑒𝑠 = 𝐾𝑒𝑙𝑖𝑘𝑎𝑡𝑎𝑛 𝐾𝑖𝑛𝑒𝑚𝑎𝑡𝑖𝑘 𝑆𝑡𝑜𝑘𝑒𝑠 × 𝐺𝑟𝑎𝑣𝑖𝑡𝑖 𝑇𝑒𝑛𝑡𝑢
2.3.1.4.6 Ujian Kehilangan Apabila Dipanaskan (AASHTO T 47-83)
Ujian ini merupakan ujian kemeruapan untuk menentukan peratus kehilangan (bahan
meruap) dalam bitumen bila ianya dipanaskan. Sampel bitumen berjisim 50 gram
dimasukkan ke dalam piring leper dan diletakkan di atas para berputar pada kelajuan 5
hingga 6 rpm dalam ketuhar dan dipanaskan pada suhu 163 °C selama 5 jam. Di akhir
ujian, sampel disejukkan, ditimbang dan peratus jisim yang hilang berdasarkan jisim
asal ditentukan.
2.3.1.4.7 Ujian Ketuhar Selaput Nipis (AASHTO T 47-83)
Bitumen mengalami masalah penuaan jangka pendek (pengerasan) yang banyak
apabila dicampurkan dengan aggregat panas di dalam loji bancuhan. Sebenarnya
penuaan jangka panjang akan berterusan sepanjang hayat turapan oleh tindakan
persekitaran dan lain-lain faktor. Maka, ujian ketuhar selaput nipis digunakan untuk
menganggarkan keadaan penuaan jangka pendek yang berlaku pada bitumen di loji
bancuhan. Ujian ini dilakukan dengan menyediakan sampel yang dipanaskan seperti
Ujian Kehilangan Apabila Dipanaskan. Di akhir ujian, sampel dituang ke dalam bekas
yang sesuai untuk ujian selanjutnya seperti penusukan, kelikatan dan sebagainya.
spesifikasi lulus ujian biasanya menyatakan nilai penusukan dan kelikatan yang
diperlukan selepas bitumen dipanaskan.
2.3.1.4.8 Ujian Graviti Tentu (AASHTO T 228-85)
Graviti tentu bitumen didefinasikan sebagai nisbah jisim pada isipadu tertentu bahan
pada suhu tertentu terhadap air pada isipadu dan suhu yang sama. Graviti tentu boleh
ditentukan dengan menggunakan hydrometer, anjakan atau piknometer. Oleh kerana
graviti tentu berbeza mengikut suhu, maka nilai graviti tentu dinyatakan sebagai
16
graviti tentu pada suhu ujian. Contohnya graviti tentu 1.02 pada 25 °C. Graviti tentu
bitumen pepejal boleh ditentukan samada dengan menggunakan kaedah anjakan atau
piknometer. kaedah mencari graviti tentu menggunakan piknometer adalah seperti
berikut; jisim piknometer kosong diambil dan dicatatkan sebagai A. Piknometer
dipenuhkan dengan air dan jisimnya diambil sebagai B. Penuhkan 1/3 piknometer
dengan bitumen dan jisimnya diambil sebagai C. Penuhkan piknometer berisi bitumen
tadi dengan air dan direkodkan sebagai D. Graviti tentu dikira seperti berikut :-
𝑆𝐺 = (𝐶 − 𝐴)
[ 𝐵 − 𝐴 − 𝐷 − 𝐶 ]
2.3.1.4.9 Ujian Kebolehlarutan (AASHTO T 44-85)
Ujian ini merupakan ujian untuk menentukan peratus kebolehlarutan bitumen dalam
trichloroethylene. Bitumen yang diketahui jisimnya dilarutkan dalam trichloroethylene
(karbon disulfide biasanya tidak digunakan kerana mudah terbakar dan untuk tujuan
keselamatn) kemudian ditapis melalui penapis gentian kaca. Bahan tak larut yang
tertahan pada penapis kemudiannya dibasuh, dikeringkan dan ditimbang. Bahan tak
larut merupakan bahan tidak tulen yang terdapat dalam sampel bitumen. Spesifikasi
menyatakan peratus kebolehlarutan minimum bagi bitumen.
2.3.2 Agregat
Agregat merupakan bahan asas dalam pembinaan turapan berbitumen. Agregat
berperanan sebagai penanggung beban lalu lintas dari permukaan jalan dan
menyalurkannya kepada lapisan bawah. Agregat biasanya digunakan bersama bahan
pengikat seperti simen dan asfalt dalam menghasilkan turapan jalan yang mempunyai
kebolehtahanlasakan yang tinggi.
2.3.2.1 Proses Pembentukan Agregat
Agregat merupakan batuan yang wujud secara semulajadi. Kewujudan agregat secara
semulajadi terhasil daripada proses-proses tertentu seperti proses endapan, igneous
dan metamorfik. Terdapat juga agregat dari jenis yang lain seperti agregat ringan dan
17
slag. Agregat ringan terhasil daripada proses pembakaran tanah liat manakala slag
terhasil dari proses pembakaran besi. Berikut adalah proses-proses pembentukan
agregat :-
2.3.2.1.1 Endapan
Batuan endapan adalah batuan yang terbentuk dari mendapan kelodak batu atau sisa-
sisa bukan organik berjuta-juta tahun dahulu atau melalui pengkristalan bahan larutan
mineral. Mineral utama yang terkandung dalam batuan ini adalah seperti kapur
(calcareous), silica (siliceous) atau lempungan (argillaceous). Contoh batuan yang
terbentuk melalui proses sedimen adalah lempung, batu pasir dan batu kapur.
2.3.2.1.2 Igneous
Batuan igneous terbentuk hasil penyejukan magma. Kebanyakan batuan ini bersifat
telus seperti Kristal. Batuan ini boleh diklasifikasikan kepada tiga kumpulan
bergantung kepada kadar kandungan silika di dalamnya iaitu berasid (>66% silika),
pertengahan (55-66% silika) dan bes (<55% silika). Contoh batuan igneous ialah
granit (asid), gabro (pertengahan) dan basalt (bes). Saiz bagi batuan halus adalah
kurang daripada 0.20 mm manakala batuan kasar melebihi 2.00 mm.
2.3.2.1.3 Metamorfik
Batuan metamorfik adalah batuan yang terbentuk hasil daripada tindakan suhu atau
tekanan yang terlalu tinggi ke atas batuan endapan dan juga batuan igneous yang
menyebabkan struktur mineral di dalam kedua-dua batuan berkenaan berubah. Batuan
metamorfik ini juga mempunyai sifat yang sama seperti batuan igneous iaitu bersifat
kristal. Contoh batuan metamorfik ialah honfels, kuarza dan syis.
2.3.2.1.4 Kelikir
Batuan kelikir terbentuk hasil daripada pecahan batu asli atau purba. Biasanya batuan
ini mengalami tindakan daripada air ataupun sungai. Sebelum ianya dijadikan bahan
18
dalam turapan, batuan ini diperlukan dalam keadaan terhancur dalam campuran asfalt
panas (“Hot Mix Asphalt”, HMA).
2.3.2.1.5 Pasir
Pasir adalah terbentuk hasil daripada pecahan terakhir batuan. Unsur utama dalam
pasir ialah kuartz. Biasanya, ia dipanggil pasir sekiranya ia melepasi saiz ayakan 8
hingga 200. Kandungan pasir biasanya terdiri dari tanah liat ataupun lumpur. Pasir
biasanya perlu dibasuh sebelum dijadikan salah satu bahan turapan.
2.3.2.1.6 Slag
Slag merupakan salah satu keluaran sampingan ataupun buangan daripada keluli,
tembaga atau tin. Sifat fizikal slag ialah berkaca atau sesarang lebah. Slag mempunyai
rintangan yang tinggi terhadap perubahan yang tidak menentu tetapi mempunyai sifat
penyerapan yang tinggi. Slag yang biasanya diguna dalam pembinaan jalan adalah
“blast furnace slag” iaitu hasil dari industri keluli.
RAJAH 2.4 : Fasa kitaran batuan
Sumber : http://topex.ucsd.edu 2008
19
2.3.2.2 Sifat Kimia dan Mineralogi Agregat
Mineral seperti silika, karbonat, dan tanah liat banyak di dalam agregat. Mineral-
mineral seperti ini banyak memberi kesan sekaligus memberikan gambaran terhadap
struktur sebenar binaan yang hendak dilaksanakan. Kesan kimia agregat turut
mempengaruhi struktur binaan jalan. Antara kesan kimia yang kerap terjadi ialah
kakisan terhadap konkrit berasfalt dan kebolehpadatan dengan agen anti penanggal.
Sifat kimia permukaan agregat juga penting untuk menentukan ketahanan terhadap
lekatan dan pemindahan lapisan konkrit berasfalt oleh air melibatkan interaksi
fizikimia, bergantung kepada mineralogi dan komposisi kimia.
2.3.2.3 Sifat Fizikal Agregat
Sifat fizikal agregat biasanya dilihat dari segi saiznya. Agregat yang lazim digunakan
dalam campuran turapan jalan dibahagikan mengikut saiz iaitu :-
i. Agregat kasar yang tertahan pada ayak saiz 2.36 mm (batu hancur terayak)
ii. Agregat halus yang melepasi ayak saiz 2.36 mm tetapi tertahan pada ayak
75μm (pasir pantai, pasir darat, pasir lombong)
iii. pengisi iaitu serbuk halus yang melepasi ayak 75μm (serbuk batu, serbuk batu
kapur, simen Portland)
Di antara ciri-ciri penting yang perlu ada pada agregat untuk turapan ialah :-
i. Kekuatan – agregat yang kuat penting bagi menahan tindakan
jentera pembinaan dan beban lalulintas yang dikenakan ke atasnya
ii. Ketahanan – agregat yang mempunyai daya tahan yang tinggi penting
supaya ianya tidak mudah pecah, merekah atau berkeping di bawah tindakan
cuaca yang sering berubah-ubah
iii. Bentuk dan tekstur permukaan yang baik – bentuk tekstur yang baik
dapat memberi kekuatan dan kestabilan melalui sifat saling mengunci dan
rintangan terhadap anjakan
iv. Kebersihan dan ketulenan – ciri ini penting bagi memastikan
keseragaman dan kualiti campuran dikekalkan
20
v. Penyerapan yang rendah – penyerapan yang rendah memudahkan
kerja pengeringan dan pencampuran serta mengelakkan bahan pengikat dari
tertanggal
vi. Tahan gilap – ciri ini memastikan turapan mempunyai rintangan
gelinciran yang mencukupi dan tidak mudah tergilap
vii. Penggredan yang baik – penggredan yang baik dapat memastikan
campuran mempunyai taburan saiz yang pelbagai bagi mengekalkan kekuatan
turapan
2.3.2.3 Ujian Ke Atas Agregat
Bagi memastikan agregat yang bakal digunakan sesuai untuk dijadikan bahan turapan,
beberapa ujian perlu dilakukan seperti :-
i. Nilai Penghancuran Agregat (Aggregate Crushing Value)
ii. Nilai Sepuluh Peratus Halus (Ten Percent Fine Value)
iii. Nilai Hentaman Agregat (Aggregate Impact Value)
iv. Nilai Lelasan Los Angeles (Los Angeles Abrasion Value)
v. Ketahanan (Soundness)
vi. Indeks Kepingan (Flakines Index)
vii. Indeks Panjangan (Elongation Index)
viii. Graviti Tentu Dan Serapan Air (Specific gravity And Water Absorption)
ix. Salutan Dan Tanggalan (Coating And Stripping)
x. Nilai Penggilapan Batu (Polished Stone Value)
xi. Analisis Ayakan (Sieve Analysis)
A Nilai Penghancuran Agregat [ACV (BS 812 : Part 110 : 1990)]
Objektif ujian ini adalah untuk menentukan kekuatan (rintangan terhadap
penghancuran) agregat di bawah beban mampatan yang dikenakan secara perlahan-
lahan. Saiz yang biasa digunakan adalah agreget lulus ayak 14 mm dan tertahan 10
mm. Agregat dimasukkan ke dalam acuan dalam tiga lapisan di mana untuk setiap
lapisan dihentak dengan rod sebanyak 25 kali. Agregat tersebut kemudiannya
21
dimasukkan ke mesin pemampat selama 10 minit dan dikenakan mampatan sebesar
400kN. Setelah selesai proses mampatan, agregat diayak dengan ayak bersaiz 2.36
mm dan jisim yang melepasi ayak (agregat yang hancur) ditentukan.
𝐴𝐶𝑉 = 𝐽𝑖𝑠𝑖𝑚 𝑙𝑢𝑙𝑢𝑠 𝑎𝑦𝑎𝑘 2.36𝑚𝑚
𝑎𝑠𝑎𝑙 × 100%
B Nilai Sepuluh Peratus Halus [TFV (BS 812 : Part 111 : 1990)]
Objektif ujian ini adalah untuk menentukan kekuatan agregat di bawah beban
mampatan di mana beban untuk menghancurkan 10% daripada agregat akan dikira.
Sampel disediakan seperti ujian ACV. Kemudiannya dimasukkan ke dalam mesin
pemampat untuk menghancurkan kira-kira 10% agregat. Nilai beban dicatat dan
peratus agregat yang melepasi ayak 2.36 mm boleh ditentukan. Nilai beban untuk
menghancurkan 10% boleh ditentukan daripada rumus seperti di bawah dengan syarat
peratus hancur hasil daripada ayakan berada dalam julat 7.5% - 12.5%.
𝑇𝐹𝑉 = 14 𝑓
4 + 𝑦
di mana, 𝑓 = beban yang dikenakan
𝑦 = peratus hancur
C Nilai Hentaman Agregat [AIV (BS 812 : Part 112 : 1990)]
Objektif ujian ini adalh untuk menentukan rintangan agregat terhadap beban
hentaman. Saiz yang biasa digunakan ialah lulus ayak 14 mm dan tertahan 1 mm.
Agregat dimasukkan ke dalam acuan dalam satu lapisan kemudian dihentak sebanyak
25 kali dengan rod. Jisim agregat yang digunakan dicatatkan. Tukul yang berjisim di
antara 13.5 hingga 14.0 kg dilepaskan dari ketinggian 380 mm sebanyak 15 kali
hentaman ke atas agregat. Setelah selesai proses hentaman, agregat diayak dengan
ayak bersaiz 2.36 mm dan jisim agregat yang melepasi ayak (hancur) ditentukan.
22
𝐴𝐼𝑉 = 𝐽𝑖𝑠𝑖𝑚 𝑙𝑢𝑙𝑢𝑠 𝑎𝑦𝑎𝑘 2.36𝑚𝑚
𝑎𝑠𝑎𝑙 × 100%
D Nilai Lelasan Los Angeles [LAAV (ASTM C : 131-89)]
Objektif kajian ini adalah untuk menilai kekuatan agregat di bawah kombinasi
tindakan lelasan, pergeseran, hentakan dan kisaran di dalam tong dram keluli.
Sejumlah agregat yang berlainan saiz dimasukkan ke dalam tong dram beserta
bilangan bola keluli yang ditetapkan. Dram diputarkan sebanyak 500 pusingan.
Setelah selesai, agregat diayak dengan ayak bersaiz 1.70 mm dan jisim yang melepasi
ayak (agregat hancur) ditentukan.
𝐿𝐴𝐴𝑉 = 𝐽𝑖𝑠𝑖𝑚 𝑙𝑢𝑙𝑢𝑠 𝑎𝑦𝑎𝑘 1.70𝑚𝑚
𝑎𝑠𝑎𝑙 × 100%
E Ketahanan [AASHTO T : 104]
Objektif ujian ini dijalankan adalah untuk menentukan ketahanan (rintangan terhadap
penyepaian/peluluhan) agregat di bawah tindakan larutan tepu sodium atau
magnesium sulfat. Agregat yang berlainan saiz dibasuh dan dimasukkan ke dalam
ketuhar untuk dikeringkan. Kemudian agregat tersebut direndamkan di dalam larutan
sodium atau magnesium sulfat selama 16 hingga 18 jam. Setelah itu, agregat
dikeluarkan dari larutan dan dikeringkan di dalam ketuhar pada kepanasan 105 °C
sebelum disejukkan pada suhu bilik. Langkah tersebut diulangi semula sebanyak 5
kali. Setelah cukup 5 kali, agregat dibasuh dan dikeringkan. Agregat yang telah kering
diayak mengikut saiz ayak yang telah ditentukan dan jisim agregat yang tertahan pada
ayak ditimbang.
𝐾𝑒𝑡𝑎𝑎𝑛𝑎𝑛 = 𝐽𝑖𝑠𝑖𝑚 𝑙𝑢𝑙𝑢𝑠 𝑎𝑦𝑎𝑘
𝑎𝑠𝑎𝑙 × 100%
F Indeks Kepingan [FI (BS 812 : Section 105.1 : 1989)]
Objektif ujian ini dijalankan adalah untuk menentukan peratus agregat yang leper atau
berkeping. Agregat diklasifikasikann sebagai leper apabila ketebalan kurang daripada
23
0.6 saiz purata. Agregat yang diuji ialah agregat yang bersaiz di antara 63 mm hingga
6.3 mm. Agregat diayak mengikut saiz yang ditentukan dan jisim saiz setiap saiz
dicatatkan. Setiap saiz agregat diuji dengan memasukkannya melalui slot yang
berkaitan dan jisim agregat yang melepasi slot tersebut diambil. Agregat yang
melepasi slot ini adalah agregat yang leper.
𝐹𝐼 = 𝐽𝑖𝑠𝑖𝑚 𝑚𝑒𝑙𝑒𝑝𝑎𝑠𝑖 𝑠𝑙𝑜𝑡
𝑎𝑠𝑎𝑙 × 100%
G Indeks Panjangan [EI (BS 812 : Part 1 : 1975)]
Objektif ujian ini dilakukan terhadap agregat adalah untuk menentukan peratusan
agregat yang panjang. Agregat diklasifikasikan sebagai panjang apabila ukuran
dimensi terpanjangnya lebih daripada 1.8 panjang puratanya. Agregat yang perlu diuji
adalah agregat yang bersaiz di antara 63 mm hingga 6.3 mm. Agregat diayak dahulu
mengikut saiz yang ditentukan dan jisim setiap saiz diambil. Setiap saiz agregat diuji
dengan memasukkannya melalui slot yang berkaitan dan jisim agregat yang tertahan
pada slot tersebut diambil. Agregat yang tertahan pada slot ini adalah agregat yang
panjang.
𝐸𝐼 = 𝐽𝑖𝑠𝑖𝑚 𝑡𝑒𝑟𝑡𝑎𝑎𝑛 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑠𝑙𝑜𝑡
𝑎𝑠𝑎𝑙 × 100%
H Graviti Tentu Dan Serapan Air [SG&WA (BS 812 : Part 2 : 1975)]
Objektif ujian ini dilakukan adalah untuk mengukur kekuatan dan mutu bahan dengan
menentukan ketumpatan bandingan dan keliangan sesuatu agregat. Agregat yang
mempunyai graviti tentu yang tinggi biasanya adalah kuat. Sekiranya serapan air
sesuatu agregat tinggi, ini menunjukkan keliangan tinggi yang mana akan memerlukan
kandungan pengikat yang tinggi, seterusnya akan meningkatkan kos pembuatan jalan.
Agregat dibasuh dan direndam dalam air suling selama 24 jam. Di akhir rendaman,
agregat ditimbang di dalam air, jisimnya dicatatkan sebagai C. Seterusnya agregat
dikeluarkan dan permukaan luarnya dikeringkan menjadikan agregat dalam keadaan
tepu kering permukaan. Jisim agregat tersebut dicatitkan sebagai B. Kemudian agregat
24
tersebut dimasukkan ke dalam ketuhar dan dikeringkan selama 24 jam dan ditimbang.
Jisim agregat kering direkodkan sebagai A.
𝑊𝐴 = 𝐵 − 𝐴
𝐴× 100%
𝑆𝐺 𝑝𝑢𝑘𝑎𝑙 =𝐴
𝐵 − 𝐶
I Salutan dan Tanggalan [AASHTO T : 182]
Objektif ujian ini dilakukan adalah untuk menentukan lekatan lapisan bahan pelekat
pada permukaan agregat dengan kehadiran air. Terdapat dua jenis agregat iaitu
fidrofilik dan fidrofobik. Agregat fidrofilik sukar disalut oleh bitumen manakala
agregat hidrofobik mudah disalut bitumen. Caranya, agregat dan bitumen dipanaskan,
kemudiannya digaul pada suhu yang sesuai. Selepas digaul, agregat direndam di
dalam air suling selama 16 hingga 18 jam. Di akhir masa rendaman, semasa campuran
agregat-bitumen masih berada dalam air, jumlah luas permukaan agregat yang masih
tersalut bitumen dianggarkan samada melebihi atau kurang daripada 95%.
J Nilai Penggilapan Batu [PSV (BS 812 ; Part 14 : 1989)]
Ujian ini hanya dijalankan terhadap agregat yang akan digunakan untuk lapisan haus.
Nilai penggilapan batu akan memberikan gambaran tentang rintangan agregat
terhadap tindakan penggilapan oleh tayar kenderaan di bawah keadaan sama seperti
yang berlaku di atas jalan sebenar. Ujian ini dilakukan dalam tiga peringkat iaitu
penyediaan sampel, penggilapan sampel dan pengukuran rintangan gelincir.
i Penyediaan sampel
Tiga set sampel perlu disediakan di mana setiap set mengandungi 4 spesimen. Bagi
setiap spesimen, aggregat bersaiz nominal 10 mm disusun ke dalam acuan dan
dilekatkan dengan menggunakan bancuhan mortar simen-pasir (epoxy resin). Setiap
spesimen mestilah mengandungi antara 35 hingga 50 butir agregat. Dua spesimen
25
kawalan menggunakan aggregat dari Enderby Quarry juga perlu disediakan. Semua
spesimen perlu diawetkan sebelum langkah seterusnya dijalankan.
ii Pengilapan sampel
Penggilapan spesimen dilakukan dengan menggunakan mesin penggilap (polishing
machine). 14 spesimen dilekatkan pada roda berdiameter 406 mm dan akan
bersentuhan dengan roda getah berdiameter 200 mm yang dibebankan dengan beban
seberat 390 kN. Roda berkenaan diputarkan pada kelajuan 315 ke 325 ppm dan dalam
masa yang sama, air dan penggilap berbutir disuapkan selama 3 jam pada kadar 20 ke
35 gram/minit. Setelah 3 jam, sampel dibasuh dan mesin penggilap dibersihkan.
Seterusnya penggilapan disambung dengan menyuapkan air dan penggilap halus
selama 3 jam pada kadar 2 ke 4 gram/minit. Spesimen dikeluarkan dan dibasuh
dengan air serta semua bahan penggilap yang terlekat di celah agregat diberus keluar.
iii Pengukuran rintangan gelinciran
Ujian rintangan gelinciran dijalankan ke atas semua spesimen dengan menggunakan
penguji rintangan gelincir. Permukaan spesimen dan getah gelangsar dibasahkan
dengan air. Pendulum dibebaskan dan bacaan penunjuk dicatatkan. Prosedur yang
sama diulang sebanyak lima kali bagi setiap spesimen dan tiga bacaan terakhir
dipuratakan bagi setiap spesimen. Nilai penunjuk ditukarkan kepada nilai PSV sebenar
dengan menggunakan jadual yang dikhaskan.
iv Analisis Ayakan [(BS 1377 : Part 2 : 1990)]
Objektif ujian ini dijalankan adalah untuk menentukan taburan saiz iaitu penggredan
agregat yang hendak digunakan dalam turapan jalan. Had penggredan bergantung
kepada tujuan kegunaan agregat tersebut dan ia memberi kesan terhadap mutu dan kos
turapan. Ujian ini juga dilakukan untuk memastikan taburan saiz agregat berada di
dalam had yang ditentukan. Taburan saiz akan mempengaruhi ciri-ciri penting dalam
campuran panas berbitumen seperti kekukuhan, kestabilan, ketahanlasakan,
kebolehtelapan, kebolehkerjaan, rintangan lesu, rintangan gelinciran dan rintangan
terhadap kerosakan akibat lembapan. Sampel dipastikan mencukupi dengan merujuk
26
kepada jadual jisim minimum. Sampel dibahagikan melalui kaedah penyukuan supaya
sampel yang diuji mewakili taburan bahan sebenar. Ayakan boleh dilakukan samada
secara kering atau basah. aggregat diayak mengikut saiz ayak yang ditentukan samada
secara manual atau menggunakan penggetar. Jisim agregat yang tertahan pada setiap
saiz ayak diambil. Jisim tertahan pada ayak diambil dan peratusannya dikira.
2.3.3 Bahan Pengisi
Bahan pengisi boleh ditakrifkan sebagai zarah halus dalam debu dengan lulus ayak
200 (75 μm). Ia merupakan salah satu komponen yang penting dalam campuran
berbitumen. Antara sifat penting yang diperlukan daripada sesuatu bahan pengisi ialah
kebersihan dan keaslian, kehalusan dan afiniti terhadap bitumen. Lazimnya, fungsi
bahan pengisi di dalam campuran ialah untuk meningkatkan ikatan antara bitumen
dengan agregat, mengisi rongga atau lompang-lompang yang terdapat dalam
campuran turapan dan meningkatkan kestabilan dan menghasilkan spesifikasi untuk
penggredan agregat. Terdapat pelbagai bahan boleh digunakan sebagai pengisi dalam
campuran berbitumen. Antara bahan yang selalu digunakan adalah serbuk batu kapur,
kapur terhidrat dan simen Portland. Bahan-bahan yang digunakan sebagai pengisi
mestilah mengandungi sifat-sifat seperti kebersihan dan keaslian, kehalusan dan juga
afiniti terhadap bitumen.
2.3.3.1 Penggredan Bahan Pengisi
Bahan pengisi perlu digredkan seperti agregat untuk mengetahui saiz ayak dan peratus
lulus yang dibenarkan. Jadual 2.2 di bawah menunjukkan saiz bahan pengisi
berdasarkan saiz ayak yang dilepasi.
JADUAL 2.2 : Penggredan bahan pengisi
Saiz Ayak
(mm)
Peratus Lulus
(%)
0.600 (No. 30) 100
0.300 (No. 50) 95 - 100
0.075 (No. 200) 70 - 100
27
2.3.3.2 Kesan Penggunaan Bahan Pengisi
Terdapat beberapa kesan penggunaan bahan pengisi terhadap turapan berbitumen
berdasarkan jenis dan kadar campurannya. Antaranya adalah seperti berikut :-
A Kesan Ketahanlasakan
Dalam ujian ketahanlasakan, bahan pengisi didapati dapat mengurangkan kesan
terhadap luluhawa. Ini akan dapat menguatkan ketahanan sesuatu campuran.
B Kesan Ubah Bentuk
Kesan ini adalah kesan efektif saiz liang berkaitan dengan kehalusan bahan pengisi.
Lebih halus bahan pengisi, maka lebih kecil saiz liang. Kebiasaannya, ketumpatan
bahan pengisi yang tinggi mempunyai ikatan yang rendah.
C Kesan Keupayaan
Kesan terhadap keupayaan tegangan menunjukkan kandungan pengisi yang digunakan
adalah rendah dan menyebabkan keupayaan tegangan menjadi rendah pada lapisan
permukaan jalan raya. sifat keanjalan lapisan permukaan akan dapat ditingkatkan.
Kesan ini turut bergantung kepada jenis bahan pengisi yang digunakan.
D Kesan Terhadap Nilai Ujian Marshall
Dalam ujian Marshall terhadap kestabilan, sekiranya kandungan bahan pengisi
bertambah, maka kandungan optimum perekat semakin rendah dan nilai kestabilan
akan meningkat.
2.3.3.3 Habuk Sabut Kelapa Sebagai Bahan Pengisi
Dalam kajian ini, habuk sabut kelapa digunakan sebagai bahan pengisi menggantikan
agregat halus. Kebiasaanya sabut kelapa dididihkan terlebih dahulu sebelum boleh
digunakan dalam campuran bitumen (Ya‟acob 2007) bagi mengurangkan kandungan
28
organism yang boleh menyerang sabut kelapa selepas tempoh tertentu selain untuk
membersihkannya. Kemudian, sabut kelapa akan dikeringkan bagi mengelakkan
kewujudan air yang boleh mengurangkan daya rekatan campuran berbitumen yang
dibuat. Sabut kelapa mempunyai kekuatan lentur dan ketahanan yang tinggi
berbanding bahan pengisi yang lain.Ia mampu untuk menanggung beban lalu lintas
yang tinggi terhadap turapan berbitumen sekiranya ianya ditambahkan ke dalam
campuran berbitumen. Jadual 2.3 di bawah menunjukkan ciri-ciri bagi sabut kelapa.
JADUAL 2.3 : Ciri-ciri sabut kelapa
Parameter Nilai
Diameter (mm) 0.11 - 1.06
Panjang (mm) 37.0 - 250
Penyerapan Air (%) 150 - 190
Kekuatan Tegangan (N/mm²) 106
Sumber : Diolah daripada Ya‟acob (2007)
2.4 KAJIAN LEPAS
Berdasarkan kepada kajian-kajian lepas seperti kajian yang telah dijalankan oleh
Nawawi (2005) yang menggunakan abu kelapa sawit sebagai bahan pengisi dalam
campuran panas konkrit berasfalt, beliau telah mendapati di akhir kajiannya bahawa
penggunaan abu kelapa sawit adalah tidak sesuai digunakan sebagai bahan pengisi
dalam campuran panas konkrit berasfalt. Ini kerana, daripada keputusan yang
diperolehinya, prestasi campuran yang tidak mengandungi abu kelapa sawit adalah
lebih baik dari campuran yang ditambah dengan abu kelapa sawit.
Berlainan dengan Ya‟acob (2007), kajian beliau yang menggunakan bahan
tambah sabut kelapa sawit untuk mengkaji kesan cuaca & penuaan bagi campuran
berbitumen telah mencapai objektifnya. Ini kerana berdasarkan kepada graf yang
diperolehi, beliau dapat menilai sejauh mana kesan cuaca dan proses penuaan terhadap
campuran bitumen dengan sabut kelapa. Walaubagaimanapun, beliau turut
menyatakan bahawa bahan tambah lain perlu dicampurkan bersama untuk mengatasi
masalah pelompangan yang ada akibat penggunaan sabut kelapa sebagai bahan
tambah.
29
Bagi kajian yang dilakukan oleh Saeed Ghaffarpour Jahromi & Ali Khodaii
(2008) yang menggunakan gentian karbon dalam memperkukuhkan turapan konkrit
mendapati bahawa dengan penambahan gentian yang baik akan meningkatkan lagi
kestabilan struktur dan lompang serta mengurangkan nilai aliran.
30
BAB III
METODOLOGI
3.1 PENGENALAN
Bahagian ini membincangkan kaedah dan pendekatan yang digunakan bagi
memastikan pemahaman yang lebih mendalam mengenai projek serta perlaksanaan
projek yang baik. Rajah 3.1 di bawah menunjukkan secara ringkas metodologi kajian
yang dijalankan ini.
RAJAH 3.1 : Carta alir metodologi kajian
Sebelum kajian secara terperinci dijalankan, kajian mengenai bahan yang
digunakan adalah perlu bagi memastikan bahan yang digunakan bersesuaiann dan
menepati spesifikasi yang ditetapkan. Kajian ini penting kerana kualiti dan kesesuaian
bahan sedikit sebanyak akan mempengaruhi keputusan ujian yang akan dilakukan.
Pelbagai kaedah pengumpulan data digunakan bagi mendapatkan maklumat
selain data umum yang diperlukan bagi kajian ini. Ianya meliputi pengumpulan data
MENGUMPUL
DATA &
MAKLUMAT
MENJALANKAN
UJIAN MAKMAL
MENGENAL
PASTI
MASALAH
MENGANALISIS
KEPUTUSAN
KAJIAN
MENDAPATKAN
DATA &
ANALISIS
MEMBUAT
KESIMPULAN &
CADANGAN
31
melalui pembacaan daripada bahan-bahan bercetak seperti buku rujukan, kertas kerja,
artikel-artikel dan juga jurnal. Bahan-bahan ini adalah merupakan sumber utama yang
terpenting kerana ianya memberikan keterangan yang lebih sistematik dan jelas.
Selain itu, internet juga merupakan antara sumber terpenting apabila kebanyakan
maklumat boleh terus diperolehi dalam tempoh yang singkat.
Setelah semua maklumat diperolehi, ujian makmal dilakukan. Data daripada
ujikaji dianalisis dan keputusan ujikaji diperolehi. Kesimpulan terhadap kajian dibuat
dan cadangan mengenai kaedah yang terbaik untuk dilakukan bagi pengkaji di masa
hadapan dicadangkan.
3.2 PROSES UJIAN - UJIAN MAKMAL
Bagi mencapai matlamat dan objektif kajian, Rajah 3.2 menunjukkan secara ringkas
langkah-langkah atau peringkat perlaksanaan projek yang dijalankan.
RAJAH 3.2 : Carta alir ujian yang dijalankan
Pemilihan
Agregat
Penentuan Kandungan
Bitumen Optimum (OBC)
Penentuan Graviti Tentu Agregat
& Habuk Sabut Kelapa
Analisis
Ayakan Agregat
Penyediaan
Sampel Ujikaji
Ujian
Makmal
Ujian Modulus Kebingkasan
Ujian Rayapan Statik
Ujian Rayapan Dinamik
Analisis
Data
Penentuan Graviti
Tentu Pukal Sampel
32
3.3 BAHAN KAJIAN
Bahan-bahan utama yang digunakan dalam mereka bentuk campuran Marshall ialah
agregat kasar, agregat halus, bitumen gred penusukan 80/100 dan bahan pengisi iaitu
habuk sabut kelapa. Gred penusukan bitumen memberi maksud bahawa 8-10 mm
penusukan berlaku pada bitumen pada suhu 25°C di bawah beban 100 g selama 5 saat.
Reka bentuk adalah berdasarkan Spesifikasi Pembinaan Jalan oleh JKR (1988).
3.3.1 Agregat
Agregat yang digunakan di dalam kajian ini adalah merupakan gabungan di antara
agregat kasar dan agregat halus beserta bahan pengisi. Agregat yang digunakan
mestilah mempunyai permukaan yang kasar, bersegi, padat dan bebas dari habuk atau
bendasing (Ya‟acob, 2007). Jadual 3.1 di bawah menunjukkan peratus kandungan
agregat mengikut saiz ayakan bagi campuran ACW20.
JADUAL 3.1 : Pengredan agregat kaedah J.K.R
Saiz Ayakan
(mm)
%
Melepasi
Purata
%
Melepasi
%
Tertahan
Berat
Tertahan
Setiap
Ayakan
25.000 100 100 0 0
19.000 80 - 98 89 11 132
12.500 56 - 80 68 21 252
9.500 43 - 68 55.5 12.5 150
4.750 35 ± 5 35 20.5 246
2.360 14 - 40 27 8 96
1.180 8 - 32 20 7 84
0.600 5 - 24 14.5 5.5 66
0.300 2 - 16 9 5.5 66
0.150 0 - 10 5 4 48
0.075 0 - 3 1.5 3.5 42
Habuk 0 0 1.5 18
Jumlah 100 1200
Sumber : Spesifikasi Jabatan Kerja Raya (ACW20)
33
3.3.2 Bitumen
Bagi bitumen pula, pihak Makmal Jalan Raya, Universiti Kebangsaan Malaysia, Bangi
telah menyediakan bitumen dengan gred penusukannya 80/100. Gred ini menunjukkan
kekerasan bitumen tersebut yang dilakukan melalui ujian penusukan yang telah dibuat
terlebih dahulu.
3.3.3 Bahan Pengisi
Bahan pengisi biasanya terdiri daripada debu kuari, debu batu kapur atau lain-lain
bahan yang sesuai yang melepasi saiz ayakan 200 (75 μm). Bahan pengisi yang
digunakan dalam kajian ini adalah habuk sabut kelapa bagi menggantikan agregat
halus sebanyak 30%, 60% dan 100%.
3.4 UJIAN MAKMAL
Secara umumnya, terdapat tiga kajian yang dijalankan di dalam kajian ini. Yang
pertama, kajian terhadap agregat dengan melakukan ujian graviti tentu bagi agregat
kasar (ASTM C127) dan juga agregat halus (ASTM C128) selain ujian lelasan Los
Angeles (ASTM C131-89).
Yang kedua adalah kajian terhadap asfalt di mana terdapat tiga ujian yang
dilakukan iaitu ujian kelikatan kinematik (ASTM D2170-85), ujian titik lembut
dengan menggunakan kaedah cincin dan bola (ASTM D36-86) serta ujian penusukan
(ASTM D5-86).
Manakala kajian yang ketiga adalah kajian terhadap campuran konkrit asfalt
yang mengandungi empat ujian iaitu ujian modulus kebingkisan, ujian rayapan
dinamik, ujian kelesuan rasuk dan ujian bekas roda.
3.4.1 Analisis Ayakan Agregat
Analisis ayakan adalah bertujuan untuk mengasingkan agregat mengikut saiz dengan
menggunakan mesin penggetar mekanikal seperti Rajah 3.3 di bawah.
34
RAJAH 3.3 : Mesin penggetar mekanikal
Untuk menjalankan analisa ayakan, sejumlah agregat yang bercampur saiznya
ditimbang terlebih dahulu untuk mendapatkan berat kering agregat. Kemudian,
agregat yang telah ditimbang diletakkan di dalam ayak yang paling atas pada mesin
penggetar di mana ayak tersebut telah disusun terlebih dahulu mengikut turutan saiz
menurun dari atas ke bawah (25.0 mm, 19.0 mm, 12.5 mm, 9.5 mm, 4.75 mm, 2.36
mm, 1.18 mm, 0.30 mm, 0.15 mm, 0.075 mm dan dulang). Agregat yang telah diayak
dimasukkan ke dalam bekas yang berasingan mengikut saiznya sebelum analisa
graviti tentu bagi agregat kasar dan agregat halus dilakukan.
3.4.2 Analisis Ayakan Habuk Sabut Kelapa
Sebelum proses pencampuran dalam campuran berbitumen dijalankan, habuk sabut
kelapa hendaklah dikeringkan terlebih dahulu. Ini bertujuan untuk mengelakkan habuk
sabut kelapa melekat di antara satu sama lain kesan daripada kandungan lembapan
yang tinggi ketika diperolehi.
Habuk sabut kelapa dikeringkan dengan dipanaskan di dalam ketuhar pada
suhu 100-110 °C. Kemudian, habuk yang telah kering diayak supaya habuk yang
35
melepasi saiz ayak 0.075 mm (No. 200) dapat diperolehi. Seterusnya, nilai graviti
tentu bagi habuk sabut kelapa perlu dianalisa untuk tujuan pengiraan semasa analisa
nanti.
3.5 KAJIAN TERHADAP AGREGAT
Di dalam kajian ini, campuran agregat dengan taburan yang memenuhi spesifikasi
Jabatan Kerja Raya (JKR) untuk ACW20 seperti dalam Jadual 3.1 digunakan. Kajian
terhadap agregat dilakukan adalah untuk mendapatkan nilai-nilai bagi graviti tentu
agregat kasar dan halus serta menguji kekerasan dan ketahanlasakan agregat tersebut.
3.5.1 Ujian Graviti Tentu Bagi Agregat Kasar
Ujikaji ini bertujuan untuk menentukan nilai graviti tentu bagi agregat kasar.
Penentuan graviti tentu ini menggunakan agregat yang telah direndam selama 24 jam.
Radas yang diperlukan adalah seperti alat penimbang, bekas pensampelan, takungan
air dan set ayak.
Kaedah untuk menentukan graviti tentu agregat kasar adalah berdasarkan
kepada kaedah ASTM C 127-88.
1. Agregat dibasuh terlebih dahulu untuk membuang sebarang habuk dan selaput
yang terdapat pada agregat dan dikeringkan pada suhu 110 °C sebelum
disejukkan pada suhu bilik selama 1 hingga 3 jam.
2. Kemudian, agregat direndam dalam air pada suhu bilik selama 24 jam.
3. Selepas tempoh 24 jam, agregat yang telah direndam dikeluarkan dan
dikeringkan menggunakan kain penyerap sehingga tiada lapisan air kelihatan
pada permukaan agregat.
4. Agregat yang dalam keadaan tepu dan kering permukaan ditimbang dan
jisimnya direkodkan sebagai W1.
5. Selepas ditimbang, agregat tadi direndamkan semula di dalam air dan
ditimbang bersama-sama. Jisimnya direkodkan sebagai W2.
6. Seterusnya agregat dikeluarkan dan dikeringkan semula pada suhu 110 °C
sebelum disejukkan pada suhu bilik selama 1-3 jam.
36
7. Agregat yang telah kering ditimbang dan jisimnya direkodkan sebagai W3.
8. Nilai graviti tentu agregat kasar dapat diperolehi dengan menggunakan
formula:
𝐺𝑟𝑎𝑣𝑖𝑡𝑖 𝑇𝑒𝑛𝑡𝑢 𝑃𝑢𝑘𝑎𝑙 =W3
W1 − W2
di mana ;
W1 = jisim agregat tepu permukaan dalam udara, g
W2 = jisim agregat tepu dalam air, g
W3 = jisim agregat kering dalam udara, g
3.5.2 Ujian Graviti Tentu Bagi Agregat Halus
Ujikaji ini bertujuan untuk menentukan nilai graviti tentu bagi agregat halus.
Penentuan graviti tentu ini menggunakan agregat yang telah direndam selama 24 jam.
Radas yang diperlukan adalah seperti alat penimbang, piknometer, acuan dan
penghentak..
Kaedah untuk menentukan graviti tentu agregat halus adalah berdasarkan
kepada kaedah ASTM C 128-88.
1. Piknometer diisi dengan air sebelum ditimbang bersama-sama dan jisimnya
direkodkan sebagai W1.
2. Agregat halus yang tepu dan kering permukaan ditimbang sebanyak 500 g ±
10 g dan jisimnya direkodkan sebagai W2.
3. Masukkan agregat halus yang tepu dan kering permukaan ke dalam
piknometer yang berisi air kira-kira 90% daripada isipadunya dan digoncang
untuk mengeluarkan semua gelembung udara yang terdapat di dalam agregat
sebelum ditimbang dan jisimnya dicatatkan sebagai W3.
4. Keluarkan agregat halus dari piknometer dan dikeringkan dengan
memasukkannya ke dalam oven pada suhu 110 °C. Kemudian berat kering
agregat halus ditimbang dan jisimnya dicatatkan sebagai W4.
5. Nilai graviti tentu agregat halus dapat diperolehi dengan menggunakan
formula:
37
𝐺𝑟𝑎𝑣𝑖𝑡𝑖 𝑇𝑒𝑛𝑡𝑢 𝑃𝑢𝑘𝑎𝑙 =W4
W1 + W2 − W3
di mana ;
W1 = jisim piknometer + air, g
W2 = jisim agregat tepu dan kering permukaan , g
W3 = jisim piknometer + agregat + air, g
W4 = jisim kering agregat di udara, g
3.5.3 Ujian Graviti Tentu Bagi Habuk Sabut Kelapa
Penentuan graviti tentu habuk sabut kelapa ini menggunakan habuk sabut yang lulus
ayak saiz 0.075 mm iaitu yang tertahan dalam dulang. Radas yang diperlukan adalah
seperti piknometer, alat penimbang dan ketuhar.
Kaedah penentuan graviti tentu habuk sabut kelapa adalah berdasarkan kepada
prosedur ujikaji dalam AASHTO T-100-86 (AASHTO, 1986b) :
1. Habuk sabut kelapa dikeringkan sehingga mencapai berat malar pada suhu 110
°C selama 10-20 minit.
2. Timbang habuk sabut kelapa sebanyak 25 g sebelum dimasukkan ke dalam
piknometer dan ditimbang bersama-sama. Jisimnya direkodkan sebagai W1.
3. Masukkan air ke dalam piknometer sehingga ¾ daripada isipadu piknometer.
Berat air dan habuk sabut kelapa di dalam piknometer kemudiannya ditimbang
dan jisimnya direkodkan sebagai W2.
4. Vakum dikenakan ke atas sampel yang bercampur air tadi pada tekanan 100
mm Hg selama 10 hingga 20 minit.
5. Seterusnya, kesemua kandungan di dalam piknometer dibuang dan diisi
semula dengan air sehingga sama dengan paras air tadi sebelum ditimbang
bersama-sama dan jisimnya direkodkan sebagai W3.
6. Nilai graviti tentu habuk sabut kelapa dapat diperolehi dengan menggunakan
formula:
38
𝐺𝑟𝑎𝑣𝑖𝑡𝑖 𝑇𝑒𝑛𝑡𝑢 𝑃𝑢𝑘𝑎𝑙 =W1
W1 + W2 − W3
di mana ;
W1 = jisim piknometer + habuk sabut kelapa, g
W2 = jisim piknometer + air , g
W3 = jisim piknometer + habuk sabut kelapa + air, g
3.5.4 Ujian Lelasan Los Angeles
Tujuan ujian ini dijalankan adalah untuk menguji kekerasan dan ketahanlasakan
agregat bagi menentukan samada kualiti agregat tersebut sesuai ataupun tidak untuk
digunakan sebagai lapisan asas dan lapisan permukaan bagi sesuatu turapan jalan raya.
Radas yang diperlukan adalah seperti Mesin ujikaji Lelasan Los Angeles, beberapa
biji bebola logam sebagai pemberat (390-445 g), ayakan yang bersaiz 4.75-37.5 mm,
ketuhar, alat penimbang elektronik, dulang dan sampel agregat dari A, B, C dan D.
Rajah 3.4 di bawah, menunjukkan bentuk fizikal mesin Lelasan Los Angeles.
RAJAH 3.4 : Mesin Los Angeles
39
Kaedah untuk menjalankan ujian Lelasan Los Angeles adalah berdasarkan kepada
kaedah ASTM C 131-89.
1. Campuran agregat dimasukkan ke dalam mesin ayakan dan mesin dihidupkan
selama dua minit supaya agregat diayakkan kepada saiz yang tertentu.
2. Agregat yang telah ditimbang dikelaskan kepada empat sampel iaitu A, B, C
dan D mengikut gred dan saiznya. Bilangan dan jumlah berat bebola logam
adalah bergantung kepada gred yang digunakan.
3. Mesin diputarkan sebanyak 500 pusingan dengan kelajuan 30 hingga 33 ppm.
4. Setelah selesai, keluarkan hasil ujian tadi daripada mesin dan lakukan
pengayakkan semula untuk mendapatkan berat yang baru mengikut gred dan
saiz.
5. Agregat yang tertahan ditimbang semula untuk mendapatkan bacaan yang
baru.
6. Langkah-langkah di atas diulangi dengan sampel gred yang berlainan.
7. Peratus perbezaan kuantiti yang terhancur bagi setiap saiz boleh diperolehi
dengan menggunakan formula:
% 𝐿𝑒𝑙𝑎𝑠𝑎𝑛 = 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐴𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑡 𝐴𝑠𝑎𝑙 − 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐴𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑡 𝐵𝑎𝑟𝑢
𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐴𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑡 𝐴𝑠𝑎𝑙 × 100%
3.6 KAJIAN TERHADAP ASFALT
Di dalam kajian ini, asfalt bergred 80/100 digunakan kerana di Malaysia, asfalt dari
gred inilah yang paling banyak digunakan di dalam pembinaan jalan raya berbitumen.
Kajian terhadap asfalt dijalankan adalah untuk menentukan tahap kelikatan dan ciri
kerentanan suhu yang ada pada bitumen selain menguji ketekalan asfalt ketika ianya
masih panas.
3.6.1 Ujian Kelikatan Kinematik
Tujuan ujian ini dijalankan adalah untuk menentukan jenis kelikatan bagi bitumen
yang digunakan. Radas yang diperlukan adalah seperti viskometer kelikatan
40
kinematik, ketuhar, jam randik, pam vakum, minyak silikon, jangka suhu, lateks,
sampel asfalt, takungan minyak silikon dan metilina klorida.
Kaedah untuk menjalankan ujian kelikatan kinematik bitumen adalah
berdasarkan kepada kaedah D 2170-85.
1. Sampel asfalt dipanaskan pada suhu 135 °C selama satu jam dan dalam masa
yang sama, takungan minyak silikon dipanaskan pada suhu 135 °C.
2. Gabus dimasukkan ke dalam pemegang pada viscometer dan dimasukkan ke
dalam takungan minyak silikon.
3. Asfalt dituangkan ke dalam viscometer sehingga paras yang ditetapkan dan
dibiarkan selama 10 hingga 30 minit.
4. Tiub pam vakum disambungkan kepada muncung viscometer untuk
membolehkan asfalt mengalir melaluinya. Untuk memastikan agar asfalt
bergerak turun dengan baik, tiub ditekan dengan jari. Masa yang diambil oleh
asfalt untuk melalui takat-takat tertentu bermula dari kedudukan yang telah
ditetapkan dicatat.
5. Pengiraan kelikatan asfalt atau bitumen dapat diperolehi dengan menggunakan
formula:
𝐾𝑒𝑙𝑖𝑘𝑎𝑡𝑎𝑛 𝐾𝑖𝑛𝑒𝑚𝑎𝑡𝑖𝑘 𝐶𝑒𝑛𝑡𝑖𝑠𝑡𝑜𝑘𝑒 = 𝑝𝑒𝑘𝑎𝑙𝑖 × 𝑚𝑎𝑠𝑎 (𝑠)
(1 cSt = 10-2
St = 1 mm2/s).
3.6.2 Ujian Titik Lembut
Tujuan ujian ini dijalankan adalah untuk menentukan ciri kerentanan suhu yang ada
pada asfalt. Sesuatu bahan yang mempunyai titik lembut yang lebih tinggi untuk
sesuatu nilai penusukan pada suhu 25 °C kurang dipengaruhi oleh perubahan
kekonsistenan yang diakibatkan oleh suhu. Radas yang diperlukan adalah seperti
gelang loyang bergaris pusat 5/8” dan tinggi ¼”, pemegang gelang, jangka suhu,
bikar, alat pemanas dan pemutar air dalam bikar, bebola keluli 3.5 g dan jam randik.
41
Kaedah untuk menjalankan ujian titik lembut bitumen adalah berdasarkan
kepada kaedah ASTM D 36-86.
1. Bitumen dipanaskan pada suhu 135 °C selama ½ hingga 1 jam.
2. Setelah dipanaskan, bitumen kemudiannya dituangkan ke dalam gelang loyang
dan diratakan sebelum dibiarkan menyejuk pada suhu bilik selama 30 minit.
3. Setelah sejuk, gelang loyang disangkutkan pada pemegangnya sementara
bebola diletakkan di atasnya sebelum dimasukkan ke dalam bikar yang berisi
air suling sebanyak 900 ml.
4. Jangka suhu dimasukkan ke dalam bikar dan suhu air suling direkodkan.
5. Seterusnya, bikar dipanaskan dan apabila bebola mula turun dan menyentuh
permukaan dasar bikar, suhu direkodkan sebagai titik lembut.
3.6.3 Ujian Penusukan
Tujuan ujian ini dijalankan adalah untuk menguji kekonsistenan bahan bitumen ketika
baru diterima. Dalam ujikaji ini, jumlah berat jarum dan beban yang digunakan ialah
100g. Bacaan purata penusukan dalam unit 0.1mm diambil sebagai nilai penusukan
bagi sesuatu bahan bitumen. Radas yang diperlukan adalah seperti penetrometer,
jarum penusukan (gred 440-C atau HRC 54-60), bekas sampel, jam randik, jangka
suhu dan alat pemanas.
Kaedah untuk menjalankan ujian penusukan bitumen adalah berdasarkan
kepada kaedah ASTM D 5-86.
1. Bitumen dipanaskan pada suhu 135 °C selama 30 hingga 60 minit terlebih
dahulu sebelum dituang memenuhi lebih daripada separuh bekas sampel.
2. Bekas sampel yang diisi dengan sampel asfalt tadi kemudiannya direndam
dalam kolah air supaya ia berada pada suhu tetap 25 °C selama 90 minit.
Pastikan air tidak masuk ke dalam bekas sampel tersebut.
3. Bekas asfalt yang telah sejuk tadi kemudiannya diletakkan di bawah jarum
penusukan yang telah sedia terpasang pada penetrometer. Jarum penusukan
diturunkan perlahan-lahan sehingga menyentuhi permukaan sampel dan
bacaan awal pada dail penetrometer direkodkan.
42
4. Seterusnya jarum tadi dibiarkan menusuk ke dalam sampel asfalt selama 5saat
dan bacaan dail direkodkan sekali lagi. Pastikan bekas sampel tidak berganjak
semasa penusukan berlaku.
3.7 KAJIAN TERHADAP CAMPURAN KONKRIT ASFALT
Di dalam kajian ini, campuran yang akan dilakukan adalah campuran konkrit asfalt
dengan habuk sabut kelapa. Kajian terhadap campuran konkrit asfalt ini dilakukan
adalah untuk menentukan kandungan asfalt optimum, kekuatan dan kebolehkerjaan
untuk turapan menggunakan campuran asfalt dan habuk sabut kelapa.
3.7.1 Kaedah Penyediaan Campuran Konkrit Asfalt Dengan Habuk Sabut
Kelapa
Kaedah untuk penyediaan ini adalah berdasarkan ASTM D1559 dan MS-2 bagi setiap
asfalt yang telah diuji. Tiga spesimen dengan kandungan asfalt 4.5%, 5.0%, 5.5%,
6.0% dan 6.5% disediakan mengikut berat agregat yang telah ditetapkan seperti di
dalam Jadual 3.1. Bagi agregat dengan saiz 0.075 mm akan digantikan dengan habuk
sabut kelapa yang yang sama saiz untuk melengkapkan kajian ini. Bagi setiap satu
spesimen,
1. Agregat dengan taburan ACW20 seperti dalam Jadual 3.1 dan jumlah jisim
keseluruhannya 1200 g disediakan. Agregat dan asfalt dipanaskan berasingan
pada suhu sekitar 80 °C hingga 100 °C bagi tempoh kurang daripada satu jam.
Acuan pemadat juga turut dipanaskan terlebih dahulu.
2. Setelah dipanaskan, agregat seberat 1200 g dipindahkan kedalam kuali untuk
dipanaskan bersama-sama asfalt pada suhu 80 °C hingga 100 °C sehingga
campuran menjadi sebati.
3. Seterusnya, campuran tadi dituang ke dalam acuan yang mengandungi kertas
turas 4” di dasarnya. Kemudian, campuran dicucuk sebanyak 25 kali supaya
udara yang terperangkap dikeluarkan.
43
4. Campuran yang telah siap akan dipadatkan sebanyak 75 kali pada setiap
permukaan dan dibiarkan sejuk dalam acuan selama 24 jam sebelum
dikeluarkan.
5. Berat dan ketinggian spesimen direkodkan.
3.7.2 Kaedah Penyediaan Campuran Konkrit Asfalt Sebagai Sampel Kawalan
1. Agregat dengan taburan ACW20 seperti dalam Jadual 3.1 dan jumlah jisim
keseluruhannya 1200 g disediakan. Agregat dan asfalt dipanaskan berasingan
pada suhu sekitar 135 °C hingga 150 °C bagi tempoh kurang daripada satu
jam. Acuan pemadat juga turut dipanaskan terlebih dahulu.
2. Berat asfalt yang diingini ditimbang dan dituang ke dalam setiap bahagian
agregat berjisim 1200 g mengikut kandungan yang diperlukan iaitu 4.5%,
5.0%, 5.5%, 6.0% dan 6.5%.
3. Seterusnya, campuran tadi dituang ke dalam acuan yang mengandungi kertas
turas 4” di dasarnya. Kemudian, campuran dicucuk sebanyak 25 kali supaya
udara yang terperangkap dikeluarkan.
4. Campuran yang telah siap akan dipadatkan sebanyak 75 kali pada setiap
permukaan dan dibiarkan sejuk dalam acuan selama 24 jam sebelum
dikeluarkan.
5. Berat dan ketinggian spesimen direkodkan.
3.7.3 Ujian Kestabilan Marshall Dan Aliran
Asfalt dari kajian terhadap asfalt digunakan untuk menghasilkan rekabentuk campuran
bagi menentukan kandungan asfalt optimum dalam turapan. Sampel disediakan
mengikut kaedah seperti yang dinyatakan dalam bahagian 3.7.1 dan 3.7.2. Ujian yang
terlibat adalah seperti berikut;
44
3.7.3.1 Ujian Menentukan Graviti Tentu Pukal Sampel
Tujuan ujian ini dijalankan adalah untuk menentukan nilai graviti tentu pukal bagi
sampel yang telah dibuat. Kaedah yang dijalankan adalah berdasarkan kepada kaedah
ASTM D2726.
1. Campuran yang baru dipadat disejukkan pada suhu bilik sekurang-kurangnya
satu jam sebelum ditimbang. Berat sampel kering dalam udara direkodkan
sebagai W1.
2. Sampel direndamkan dalam takungan air pada suhu 25 °C selama tiga hingga
lima minit dan berat sampel dalam air direkodkan sebagai W2.
3. Seterusnya sampel yang dikeluarkan dari takungan air dikeringkan dengan
menggunakan kain lembap dan beratnya direkodkan sebagai W3.
4. Nilai graviti tentu pukal bagi sampel dapat diperolehi dengan menggunakan
formula:
𝐺𝑟𝑎𝑣𝑖𝑡𝑖 𝑇𝑒𝑛𝑡𝑢 𝑃𝑢𝑘𝑎𝑙 =W1
W3 − W2
di mana ;
W1 = jisim sampel kering dalam udara, g
W2 = jisim sampel dalam air, g
W3 = jisim sampel tepu permukaan dalam udara, g
3.7.3.2 Ujian Kestabilan Dan Aliran
Tujuan ujian ini dijalankan adalah untuk menentukan tahap kestabilan dan aliran bagi
sampel. Kaedah yang dijalankan di bawah adalah seperti yang dinyatakan di dalam
MS-2.
1. Sampel Marshall direndamkan di dalam takungan air pada suhu 60 °C selama
30 minit sebelum ujikaji dijalankan. Untuk memastikan spesimen dipanaskan
untuk tempoh masa yang sama, setiap spesimen diletakkan di dalam air selama
dua minit sebelum spesimen berikutnya.
45
2. Mesin ujian Marshall memberikan nilai kestabilan Marshall dan aliran.
Terlebih dahulu, kedua-dua nilai bagi kestabilan dan aliran ditetapkan kepada
sifar. Permukaan dalaman kepala memecah yang akan memegang sampel perlu
dibersihkan dan dikeringkan. Bahagian atas kepala memecah harus dapat
bergerak bebas mengikut rod paduan yang dibubuh pelincir. Suhu kepala
memecah perlu ditetapkan di antara 21 °C hingga 38 °C pada masa ujian
dijalankan.
3. Sampel dikeluarkan dari takungan air dan permukaanya dikeringkan dengan
tuala. Spesimen kemudian diletakkan dalam kepala memecah dan dikenakan
beban yang mencukupi untuk menghasilkan kadar ubahbentuk sebanyak 50
mm/minit sehingga kegagalan berlaku.Setiap ujian perlu disiapkan dalam
tempoh 40 saat dari masa mengeluarkan spesimen dari takungan air sehingga
bacaan dicatatkan.
4. Beban bacaan maksimum dalam kN adalah nilai bagi kestabilan Marshall
manakala ubah bentuk semasa beban maksimum adalah nilai bagi aliran yang
diukur dalam unit mm.
3.7.3.3 Ujian Analisis Lompang
Tujuan ujian ini dijalankan adalah untuk mendapatkan peratusan lompang yang ada
dalam sampel. Spesimen dengan lompang kurang dari 10% dianggap sebagai
campuran konkrit asfalt tumpat. Kaedah yang dijalankan adalah berdasarkan kepada
ASTM D3203.
1. Graviti tentu pukal campuran terpadat ditentukan terlebih dahulu berdasarkan
ASTM D2726 dan nilainya direkodkan sebagai A.
2. Graviti tentu teori maksimum ditentukan terlebih dahulu berdasarkan ASTM
D2041 dan nilainya direkodkan sebagai B.
3. Nilai peratusan lompang udara bagi sampel dapat diperolehi dengan
menggunakan formula:
𝑃𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑠𝑎𝑛 𝐿𝑜𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔 𝑈𝑑𝑎𝑟𝑎 = 100 1 −A
𝐵
46
di mana ;
A = Graviti tentu pukal sampel
B = Graviti tentu teori maksimum
3.7.3.4 Ujian Penentuan Kandungan Asfalt Optimum
Institusi Asfalt menyatakan dalam terbitan MS-2 berkenaan kaedah penentuan
kandungan asfalt optimum adalah seperti berikut:
1. Tentukan ;
a. Kandungan asfalt untuk kestabilan maksimum
b. Kandungan asfalt untuk ketumpatan maksimum
c. Kandungan asfalt untuk titik tengah julat lompang udara
2. Dapatkan purata untuk tiga kandungan asfalt dari langkah 1.
3. Dari lengkung yang diplot, sifat seperti berikut dipastikan pada kandungan
asfalt purata:
Kestabilan
Aliran
Lompang udara
3.7.4 Ujian Modulus Kebingkasan
Tujuan ujian ini dijalankan adalah untuk menentukan tindakbalas turapan terhadap
tekanan dan tegangan dinamik. Modulus kebingkasan adalah merupakan
pembolehubah yang amat penting dalam mekanistik rekabentuk struktur turapan.
Modulus kebingkasan bagi konkrit campuran asfalt dan habuk sabut kelapa adalah
mengikut kaedah penyediaan ASTM D4123. Manakala ujian yang dijalankan adalah
dengan menggunakan peralatan „Material Testing Apparatus‟ (MATTA). Spesimen
akan dikenakan beban ulangan selama lima kali denyutan atau detik pada tempoh 0.1
saat dan diselangi dengan rehat 0.3 saat pada suhu 40 °C sehingga lima detik.
47
3.7.5 Ujian Rayapan Statik
Ujian rayapan statik dijalankan dengan memberikan satu beban statik ke atas spesimen
dan perubahan bentuk spesimen selepas bebanan dipunggah dicatatkan. Daripada
pemerhatian yang diperolehi daripada ubah bentuk kekal yang berlaku terhadap
campuran konkrit asfalt akan menunjukkan potensi berlakunya bekas roda. Jika
jumlah ubah bentuk kekal yang berlaku adalah tinggi, kesan berlakunya bekas roda
juga tinggi. Kecacatan rayapan bagi satu spesimen silinder di bawah satu ekapsi,
beban statik adalah diukur sebagai satu fungsi masa, dimensi sampel dan keadaan
ujian telah dipiawaikan. Nilai-nilai kecacatan adalah diukur dengan masa oleh sebuah
pengubah (transformer) pembolehubah linear (LVDT). Ujian dijalankan untuk semua
campuran optimum asfalt. Oleh kerana risiko ubah bentuk kekal adalah lebih tinggi di
bawah beban yang berat dan suhu yang tinggi, beban ekapaksi digunakan adalah 100
kPa, suhu 40 °C dan tempoh masa adalah 3600 s.
3.7.6 Ujian Rayapan Dinamik
Tujuan ujian ini dijalankan adalah untuk menentukan kekuatan bagi campuran asfalt
terhadap kesan ubah bentuk plastik. Ujian ini adalah merupakan satu ujian tegasan
ekapaksi denyutan berulangan (repeat pulsed) ke atas spesimen konkrit asfalt dan
pengiraan keputusan ubah bentuk diukur oleh pembolehubah linear transduser yang
berbeza (LVDT’s). Tegasan yang dikenakan ke atas spesimen adalah dalam bentuk
denyutan haversine. Tempoh lebar denyutan adalah 500 ms, dan tempoh rehat adalah
1 500 ms sebelum denyutan yang seterusnya berlaku. Ujian ini dijalankan pada suhu
40 °C. Spesimen akan dikenakan bebanan awal sebanyak 3 kPa dan purata bebanan
sebanyak 200 kPa sepanjang tempoh ujian. Suhu di luar dan di dalam spesimen
semasa ujian dijalankan akan dipantau oleh dua termoganding (thermocouples) yang
dimasukkan ke dalam sampel kawalan dan diletakkan berhampiran dengan spesimen
yang diuji. Ujian akan dijalankan sehingga terikan paksi maksimum menjangkau 10
000 micro-Strains atau sehingga 10 000 kitaran.
48
BAB IV
ANALISIS DATA DAN PERBINCANGAN
4.1 PENGENALAN
Berdasarkan kepada keputusan ujian makmal yang telah dijalankan, data dan
keputusan yang diperolehi dianalisis dan dinilai bagi menentukan prestasi dan
kesesuaian habuk sabut kelapa dalam menggantikan agregat halus bersaiz 75 μm di
dalam campuran panas konkrit berasfalt. Analisis data keputusan dilakukan dengan
membuat perbandingan di antara data ujikaji dengan nilai piawai yang telah ditetapkan
oleh JKR.
4.2 ANALISIS AYAKAN AGREGAT
Analisis ayakan yang dijalankan meliputi ayakan bagi agregat kasar, agregat halus dan
habuk sabuk kelapa. Analisis ini bertujuan untuk menentukan taburan saiz agregat
yang dikehendaki dalam campuran berada dalam had spesifikasi yang telah ditetapkan
oleh JKR (1998). Taburan saiz agregat ini akan mempengaruhi ciri-ciri yang ada
dalam campuran seperti kekukuhan, kestabilan, ketahanlasakan, kebolehtelapan,
kebolehkerjaan, rintangan lesu, rintangan gelinciran dan rintangan terhadap kerosakan
lembapan. Dalam analisis ini, bahan yang tertahan pada setiap ayak akan diasingkan
mengikut saiz tertentu.
Bagi mendapatkan penggredan campuran konkrit asfalt yang diperlukan,
beberapa agregat perlu dicampurkan mengikut sukatan dan perkadaran yang tertentu.
Pencampuran setiap saiz agregat dan habuk sabut kelapa dibuat berdasarkan kepada
jisim agregat yang diperlukan bagi campuran ACW20 untuk digunakan dalam
49
merekabentuk campuran. Jadual 4.1 menunjukkan keputusan analisis ayakan yang
telah dijalankan.
JADUAL 4.1 : Peratusan jisim tertahan dan jisim agregat untuk kandungan bitumen
optimum
Saiz Ayakan
(mm)
%
Melepasi
Purata
%
Melepasi
%
Tertahan
Berat
Tertahan
Setiap
Ayakan
25.000 100 100 0 0
19.000 80 - 98 89 11 132
12.500 56 - 80 68 21 252
9.500 43 - 68 55.5 12.5 150
4.750 35 ± 5 35 20.5 246
2.360 14 - 40 27 8 96
1.180 8 - 32 20 7 84
0.600 5 - 24 14.5 5.5 66
0.300 2 - 16 9 5.5 66
0.150 0 - 10 5 4 48
0.075 0 - 3 1.5 3.5 42
Habuk 0 0 1.5 18
Jumlah 100 1200
4.3 ANALISIS GRAVITI TENTU
Graviti tentu ditentukan bagi menghitung nilai graviti tentu maksimum teori. Antara
nilai graviti tentu bahan yang ditentukan adalah nilai graviti tentu agregat kasar,
agregat halus dan sabut kelapa. Selain itu juga, penentuan graviti tentu pukal bagi
setiap sampel juga dilakukan.
4.3.1 Graviti Tentu Agregat Kasar dan Agregat Halus
Penentuan graviti tentu dijalankan untuk menentukan kadar resapan air terhadap
sesuatu jenis agregat. Jadual 4.2 menunjukkan nilai graviti tentu bagi agregat kasar
dan halus manakala keputusan analisis ditunjukkan di dalam Lampiran A dan B.
50
JADUAL 4.2 : Nilai graviti tentu yang digunakan dalam campuran ACW20
Bahan Graviti Tentu
Agregat Kasar
Agregat Halus
2.65
2.60
4.3.2 Graviti Tentu Sabut Kelapa
Nilai graviti tentu sabut diperolehi dengan membandingkan nilai ketumpatan sabut
terhadap ketumpatan air. Berdasarkan kepada tesis Ya‟acob (2007), nilai ketumpatan
sabut kelapa ialah 1250 kg/m3 manakala ketumpatan air adalah 1000 kg/m
3.
Keputusan yang diperolehi adalah seperti berikut;
Graviti Tentu Sabut = Ketumpatan Sabut / Ketumpatan Air
= 1000 kg/m3 / 1250 kg/m
3
= 1.25
4.3.3 Graviti Tentu Pukal Sampel
Graviti tentu pukal ditentukan selepas sampel dipadatkan sebelum disejukkan pada
suhu bilik selama 24 jam. Bagi menentukan graviti tentu pukal sampel, nilai yang
diambil adalah jisim sampel di udara, jisim sampel tepu, jisim sampel kering
permukaan dan jisim sampel di dalam air. Nilai graviti tentu pukal bagi setiap sampel
ditunjukkan seperti di dalam Jadual 4.3 di bawah;
JADUAL 4.3 : Graviti tentu pukal sampel pada kandungan bitumen optimum dengan
peratusan habuk sabuk kelapa yang berbeza
% Habuk
Sabut Kelapa
Graviti Tentu
Sampel
0%
0%
30%
30%
60%
60%
100%
100%
1.76
1.75
1.90
1.88
1.82
1.84
1.71
1.74
51
4.4 ANALISIS ASFALT
Ujian terhadap asfalt dijalankan bagi menentukan tahap kelikatan dan ciri kerentanan
suhu yang ada pada bitumen. Selain itu, ianya juga bertujuan untuk menguji ketekalan
asfalt ketika ianya masih panas. Di antara ujian yang terlibat ialah ujian kelikatan
kinematik, ujian titik lembut dan ujian penusukan.
4.4.1 Kelikatan Kinematik
Ujian kelikatan kinematik ini dijalankan adalah untuk menentukan jenis kelikatan bagi
bitumen yang digunakan. Hasil daripada ujian ini, nilai kelikatan kinematik yang
diperolehi adalah 250.1 centistoke.
4.4.2 Titik Lembut
Ujian titik lembut ini dijalankan adalah untuk menentukan ciri kerentanan suhu yang
ada pada asfalt. Sebanyak tiga sampel disediakan dan bacaan purata bagi nilai titik
asfalt ini adalah 42 °C.
4.4.3 Penusukan
Ujian penusukan ini dijalankan adalah untuk menguji kekonsistenan bahan bitumen
ketika baru diterima. Sebanyak tiga sampel disediakan dan bacaan purata bagi nilai
penusukan asfalt ini adalah 88.
4.5 KANDUNGAN BITUMEN OPTIMUM
Sebelum campuran terubahsuai habuk sabut kelapa dijalankan, campuran lazim
dengan peratusan bitumen 4.5%, 5.0%, 5.5%, 6.0% dan 6.5% perlu dilakukan terlebih
dahulu. Ini bertujuan untuk mendapatkan kandungan bitumen optimum yang
diperlukan bagi digunakan dalam rekabentuk campuran terubahsuai habuk sabut
kelapa. Kandungan bitumen optimum ini ditentukan berdasarkan nilai maksimum dari
garisan graf lengkung Modulus Kebingkisan seperti yang diterangkan di dalam
52
bahagian seterusnya. Jadual 4.4 di bawah menunjukan kandungan bitumen optimum
di dalam campuran terubahsuai mengikut peratus kandungan habuk sabut kelapa.
JADUAL 4.4 : Kandungan bitumen optimum di dalam campuran rekabentuk
% Habuk
Sabut Kelapa
Jisim Habuk
Sabut Kelapa
(g)
%
Bitumen
Optimum
0
30
60
100
0
12.6
25.2
42.0
5.4
5.4
5.4
5.8
4.6 ANALISIS UJIAN TERHADAP CAMPURAN KONKRIT ASFALT
Campuran yang mengandungi habuk sabut kelapa diuji dengan menggunakan Ujian
Modulus Kebingkisan untuk mendapatkan nilai kandungan bitumen optimum bagi
campuran terubahsuai habuk sabut kelapa. Dengan menggunakan kandungan bitumen
optimum yang diperolehi, campuran seterusnya diuji dengan menggunakan Ujian
Rayapan Statik dan Ujian Rayapan Dinamik.
4.6.1 Ujian Modulus Kebingkasan
Ujian ini dijalankan adalah untuk menentukan tindakbalas turapan terhadap tekanan
dan tegangan dinamik supaya tahap kekukuhan sesuatu turapan itu dapat diketahui.
Penggunaan habuk sabut kelapa sebagai bahan pengganti agregat halus digunakan
untuk menguji samada bahan ini mempunyai kekukuhan yang lebih baik daripada
agregat halus ataupun sebaliknya. Bagi ujian ini, sebanyak 30 sampel terubahsuai dan
10 sampel kawalan disediakan di mana setiap dua daripadanya mempunyai kandungan
bitumen yang sama supaya nilai purata dapat diperolehi. Hasil daripada ujian ini, nilai
purata bagi Modulus Kebingkasan diplot dan kandungan bitumen optimum
ditentukan. Jadual 4.5 di bawah menunjukkan keputusan yang diperolehi dari ujian ini
manakala Rajah 4.1 (a), (b), (c) dan (d) menunjukkan graf Modulus Kebingkasan
melawan peratusan bitumen.
53
JADUAL 4.5 : Keputusan Ujian Modulus Kebingkasan
%
Habuk
Sabut
Kelapa
%
Bitumen
Modulus
Kebingkasan
(MPa)
Kandungan
Bitumen
Optimum
0 %
4.5 743
5.4 % 5.0 1077
5.5 1763
6.0 891
6.5 370
30 %
4.5 445
5.4 % 5.0 569
5.5 722
6.0 469
6.5 348
60 %
4.5 201
5.4 % 5.0 227
5.5 458
6.0 147
6.5 108
100 %
4.5 96
5.8 %
5.0 142
5.5 215
6.0 201
6.5 168
Daripada jadual di atas, didapati bahawa semakin tinggi kandungan habuk sabut
kelapa di dalam sampel, semakin rendah nilai modulus kebingkasannya.
54
RAJAH 4.1 (a) : Graf modulus kebingkasan melawan kandungan asfalt bagi
kandungan habuk sabut kelapa 0%
RAJAH 4.1 (b) : Graf modulus kebingkasan melawan kandungan asfalt bagi
kandungan habuk sabut kelapa 30%
y = -934x2 + 10088x - 25793
300
500
700
900
1100
1300
1500
1700
4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Mo
du
lus
Ke
bin
gkas
an
Peratusan Asfalt
KANDUNGAN HABUK SABUT KELAPA = 0%
Modulus Kebingkasan
y = -256.07x2 + 2758.3x - 6786.2
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Mo
du
lus
Ke
bin
gkas
an
Peratusan Asfalt
KANDUNGAN HABUK SABUT KELAPA = 30%
Modulus Kebingkasan
55
RAJAH 4.1 (c) : Graf modulus kebingkasan melawan kandungan asfalt bagi
kandungan habuk sabut kelapa 60%
RAJAH 4.1 (d) : Graf modulus kebingkasan melawan kandungan asfalt bagi
kandungan habuk sabut kelapa 100%
y = -192x2 + 2059.1x - 5192.9
100
150
200
250
300
350
400
450
500
4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Mo
du
lus
Ke
bin
gkas
an
Peratusan Asfalt
KANDUNGAN HABUK SABUT KELAPA = 60%
Modulus Kebingkasan
y = -70.857x2 + 819.63x - 2165.1
50
75
100
125
150
175
200
225
250
4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Mo
du
lus
Ke
bin
gkas
an
Peratusan Asfalt
KANDUNGAN HABUK SABUT KELAPA = 100%
Modulus Kebingkasan
56
4.6.2 Ujian Rayapan Statik
Bagi ujian rayapan statik ini, sebanyak empat sampel disediakan dengan
menggunakan kandungan bitumen yang telah diperolehi semasa ujian modulus
kebingkasan. Masa ujian ini ditetapkan selama 3600 saat dengan tekanan sebanyak
100 kPa dan suhu udara 40 °C. Rajah 4.2 menunjukkan graf terikan melawan masa
bagi keempat-empat sampel.
RAJAH 4.2 : Graf terikan melawan masa bagi 0%, 30%, 60% dan 100% kandungan
habuk sabut kelapa di dalam sampel bagi ujian rayapan statik
Daripada rajah 4.2 di atas, di dapati bahawa nilai terikan kekal bagi setiap
sampel dalam tempoh 3600 saat adalah meningkat dengan setiap peningkatan jumlah
kandungan habuk sabut kelapa di dalam sampel. Daripada data yang diperolehi hasil
daripada ujikaji yang telah dijalankan, nilai terikan kekal bagi 0%, 30%, 60% dan
100% kandungan habuk sabut kelapa setiap satunya adalah 313 µ€, 2238 µ€, 3457 µ€
dan 3883 µ€. Peningkatan nilai terikan kekal ini menunjukkan potensi berlakunya
bekas roda. Bagi setiap peningkatan kandungan habuk sabut kelapa di dalam sampel,
prestasi terhadap rintangan ubah bentuknya akan menurun.
-500
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
Teri
kan
Ke
kal (Micro-Strain
)
Masa (saat)
Graf Terikan Melawan Masa
0% Habuk Sabut Kelapa 30 % Habuk Sabut Kelapa
60% Habuk sabut Kelapa 100% Habuk Sabut Kelapa
57
5.6.3 Ujian Rayapan Dinamik
Bagi ujian rayapan dinamik ini, kaedahnya sama seperti di dalam ujian rayapan statik
dengan menggunakan 4 sampel yang diperolehi hasil daripada ujian modulus
kebingkisan. Tempoh kitaran ditetapkan sebanyak 10 000 kitar dan 10 000 mikro-
strain. Rajah 4.3 menunjukkan graf terikan melawan masa bagi keempat-empat
sampel.
RAJAH 4.3 : Graf terikan melawan kitaran bagi 0%, 30%, 60% dan 100% kandungan
habuk sabut kelapa di dalam sampel bagi ujian rayapan dinamik
Daripada rajah 4.3 di atas, di dapati bahawa nilai terikan terkumpul bagi setiap
sampel dalam tempoh 10 000 kitaran adalah menurun dengan setiap peningkatan
jumlah kandungan habuk sabut kelapa di dalam sampel. Daripada data yang diperolehi
hasil daripada ujikaji yang dijalankan, nilai terikan terkumpul bagi 0%, 30%, 60% dan
100% kandungan habuk sabut kelapa setiap satunya adalah 420 µ€, 972 µ€, 1309 µ€
dan 3637 µ€. Semakin tinggi nilai terikan kekal, semakin tinggi potensi untuk
mengalami kegagalan. Dengan setiap penambahan habuk sabut kelapa, rintangan
terhadap bekas roda akan menurun.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
Teri
kan
Ke
kal (Micro-Strain
)
Kitaran
Graf Terikan Melawan Kitaran
0% Habuk Sabut Kelapa 30% Habuk Sabut Kelapa
60% Habuk Sabut Kelapa 100% Habuk Sabut Kelapa
58
4.7 RUMUSAN
Secara keseluruhannya, campuran habuk sabut kelapa yang menggantikan agregat
bersaiz 75 µm di dalam ayakan bagi campuran ACW 20 memenuhi parameter
Marshall. Daripada dua graf yang diperolehi hasil dari ujian rayapan statik dan ujian
rayapan dinamik, didapati bahawa semakin tinggi jumlah kandungan habuk sabut
kelapa di dalam turapan, semakin semakin tinggi nilai terikan kekalnya. Semakin
tinggi nilai terikan kekal, semakin menurun prestasi turapan itu. Maka penggunaan
habuk sabut kelapa di dalam campuran ACW 20 adalah tidak sesuai.
59
BAB V
KESIMPULAN DAN CADANGAN
5.1 PENGENALAN
Daripada ujian makmal yang dijalankan, kesan penggunaan habuk sabut kelapa dalam
menggantikan agregat halus bersaiz 75 μm di dalam sampel campuran asfalt dapat
dilihat dalam dua keadaan iaitu;
i. Kesan secara keseluruhan berdasarkan ujian-ujian yang telah dilakukan dan
ii. Kesan penggantian jumlah habuk sabut kelapa untuk setiap sampel
5.2 RINGKASAN HASIL KAJIAN
Secara keseluruhannya, didapati bahawa hasil kajian yang diperolehi adalah
memuaskan. Walau bagaimanapun, penggunaan habuk sabut kelapa bagi
menggantikan agregat halus bersaiz 75 μm di dalam campuran asfalt adalah tidak
sesuai. Berdasarkan analisis yang telah dijalankan, beberapa andaian dapat dibuat. Di
antaranya adalah seperti berikut;
i. Kestabilan campuran secara keseluruhannya menurun dengan peningkatan
jumlah habuk sabut kelapa. Ini adalah disebabkan rekatan di antara agregat dan
bitumen berkurangan
ii. Peningkatan jumlah habuk sabut kelapa di dalam campuran meningkatkan lagi
potensi berlakunya kesan bekas roda
60
5.3 MASALAH KAJIAN
Semasa ujikaji ini dijalankan, terdapat beberapa masalah yang timbul. Di antaranya
adalah seperti berikut;
i. Peralatan yang digunakan adalah terhad. Maka penggunaan setiap peralatan
terpaksa dikongsi dengan pelajar lain dan ini menyebabkan tempoh ujikaji ini
tidak mengikut tempoh seperti yang telah ditetapkan
ii. Ayakan habuk sabut kelapa sangat menyusahkan kerana saiz yang dikehendaki
susah untuk diperolehi
iii. Kesukaran dalam menentukan prosedur ujian kerana maklumat yang
diperolehi dari pelbagai sumber agak mengelirukan
5.4 CADANGAN
Sepanjang menjalankan ujikaji ini, beberapa cadangan telah dicatatkan untuk
dijadikan panduan kepada pengkaji di masa akan datang. Berikut adalah cadangan-
cadangan berikut;
i. Ketika menyediakan campuran di dalam kuali, agregat hendaklah dicampurkan
dengan bitumen sehingga sebati terlebih dahulu sebelum habuk sabut kelapa
dimasukkan. Ini adalah kerana apabila habuk sabut kelapa sudah berada di
dalam kuali sebelum bitumen dimasukkan, ia akan menyebabkan bitumen
diserap ke dalam habuk dan mengurangkan jumlah bitumen yang melekat pada
agregat. Hal ini menyebabkan sampel kurang padat dan rapuh.
ii. Ketika mengeluarkan sampel dari bekas pemadat, penggunaan sarung tangan
semasa mengangkat sampel adalah tidak digalakkan kerana ianya boleh
menyebabkan sampel pecah apabila tangan tidak dapat mengawal tekanan
yang dikenakan ke atas sampel semasa dipegang.
iii. Ketika memanaskan agregat di dalam kuali, habuk sabut kelapa tidak
seharusnya dipanaskan bersama-sama. Ini kerana kadar pemanasan yang
diambil oleh agregat adalah lebih lama berbanding habuk sabut kelapa.
Sekiranya habuk sabut kelapa dipanaskan bersama-sama agregat, ini akan
61
menyebabkan habuk sabut kelapa terbakar dan menjadi hangus dan seterusnya
mempengaruhi kekuatan sampel.
iv. Sebelum apa-apa ujian sampel dijalankan, adalah lebih baik sekiranya sampel
buangan yang tidak digunakan lagi dicuba terlebih dahulu supaya pengkaji
tahu akan prosedur sebenar ujian dan dapat mengelakkan sampel sebenar
daripada tersalah prosedur.
v. Prestasi campuran habuk sabut kelapa yang diperolehi daripada ujian makmal
hendaklah diikuti dengan ujian di tapak bagi mengenalpasti masalah sebenar
yang mungkin timbul kerana masalah dan kejayaan ujian di makmal mungkin
berlainan dengan di tapak.
5.5 PENUTUP
Berdasarkan hasil ujikaji yang dijalankan, penggunaan habuk sabut kelapa dalam di
dalam campuran asfalt berbitumen adalah tidak sesuai untuk digunakan. Jika dilihat
pada ujian-ujian yang dijalankan, didapati hasilnya adalah tidak memuaskan jika
dibanding dengan campuran tanpa habuk sabut kelapa. Secara inferensnya, semakin
banyak kandungan habuk sabut kelapa di dalam campuran, semakin rendah daya
rekatan di antara agregat dan bitumen dan seterusnya semakin melemahkan lagi
struktur sampel.
62
RUJUKAN
Khadjijah Binti Nawawi. 2005. Penggunaan Abu Kelapa Sawit Sebagai Bahan
Pengisi Dalam Campuran Panas Konkrit Berasfalt. Skudai: Universiti
Teknologi Malaysia
Nik Muna Munirah Binti Nik Mohd. Din. 2007. Kesan Cuaca dan Proses
Penuaan Terhadap Campuran Bitumen. Skudai: Universiti Teknologi
Malaysia
Nur Atiqah Binti Ya‟acob. 2007. Kesan Cuaca dan Proses Penuaan Terhadap
Campuran Berbitumen Berbahan Tambah Sabut Kelapa. Skudai: Universiti
Teknologi Malaysia
Muhamad Nazri Borhan, Fatihah Suja, Amiruddin Ismail & Riza Atiq O.K.
Rahmat. 2007. Used Cylinder Oil Modified Cold-Mix Asphalt Concrete.
Journal of Applied sciences 7 (22): 3485-3491
Saeed Ghaffarpour Jahromi & Ali Khodaii. 2008. Carbon Fiber Reinforced
Asphalt Concrete. The Arabian Journal for Science and Engineering, Volume
33, Number 2B: 355-364
Harold N. Atkins. 2005. Bahan Jalan Raya, Tanah Dan Konkrit. Terj. Osman Che
Puan, Che Ros Ismail & Mustafa Kamal Shamsudin. Skudai: Universiti
Teknologi Malaysia
FHWA. 2007. Long Term Pavement Performance Project Laboratory Materials
Testing And Handling Guide.
http://www.fhwa.dot.gov/pavement/ltpp/pubs/07052/pro07.cfm
[2 Febuari 2009]
63
LAMPIRAN A
RAJAH A1 : Campuran agregat dan habuk sabut kelapa sebelum bitumen dituang
RAJAH A2 : Campuran agregat yang telah dipanaskan bersama-sama bitumen
64
RAJAH A3 : Campuran agregat dimasukkan ke dalam acuan pemadat
RAJAH A4 : Campuran dipadatkan dengan menggunakan mesin pemadat hidraulik
65
RAJAH A5 : Sejumlah sampel yang telah siap untuk diuji
RAJAH A6 : Penentuan graviti tentu pukal dilakukan
66
RAJAH A7 : Penstabilan suhu dilakukan sebelum ujian dijalankan
RAJAH A8 : Ujian Modulus Kebingkasan dijalankan
67
LAMPIRAN B
JADUAL B1 : Peratusan jisim tertahan dan jisim agregat untuk kandungan bitumen
optimum
Saiz Ayakan
(mm)
%
Melepasi
Purata
%
Melepasi
%
Tertahan
Berat
Tertahan
Setiap
Ayakan
25.000 100 100 0 0
19.000 80 - 98 89 11 132
12.500 56 - 80 68 21 252
9.500 43 - 68 55.5 12.5 150
4.750 35 ± 5 35 20.5 246
2.360 14 - 40 27 8 96
1.180 8 - 32 20 7 84
0.600 5 - 24 14.5 5.5 66
0.300 2 - 16 9 5.5 66
0.150 0 - 10 5 4 48
0.075 0 - 3 1.5 3.5 42
Habuk 0 0 1.5 18
Jumlah 100 1200
JADUAL B2 : Nilai graviti tentu yang digunakan dalam campuran ACW20
Bahan Graviti Tentu
Agregat Kasar
Agregat Halus
2.65
2.60
JADUAL B3 : Graviti tentu pukal sampel pada kandungan bitumen optimum dengan
peratusan habuk sabuk kelapa yang berbeza
% Habuk
Sabut Kelapa
Graviti Tentu
Sampel
0%
0%
30%
30%
60%
60%
100%
100%
1.76
1.75
1.90
1.88
1.82
1.84
1.71
1.74
68
JADUAL B4 : Kandungan bitumen optimum di dalam campuran rekabentuk
% Habuk
Sabut Kelapa
Jisim Habuk
Sabut Kelapa
(g)
%
Bitumen
Optimum
0
30
60
100
0
12.6
25.2
42.0
5.4
5.4
5.4
5.8
JADUAL B5 : Keputusan Ujian Modulus Kebingkasan
%
Habuk
Sabut
Kelapa
%
Bitumen
Modulus
Kebingkasan
(MPa)
Kandungan
Bitumen
Optimum
0 %
4.5 743
5.4 % 5.0 1077
5.5 1763
6.0 891
6.5 370
30 %
4.5 445
5.4 % 5.0 569
5.5 722
6.0 469
6.5 348
60 %
4.5 201
5.4 % 5.0 227
5.5 458
6.0 147
6.5 108
100 %
4.5 96
5.8 %
5.0 142
5.5 215
6.0 201
6.5 168
69
LAMPIRAN C
RAJAH C1 (a) : Graf modulus kebingkasan melawan kandungan asfalt bagi
kandungan habuk sabut kelapa 0%
RAJAH C1 (b) : Graf modulus kebingkasan melawan kandungan asfalt bagi
kandungan habuk sabut kelapa 30%
y = -934x2 + 10088x - 25793
300
500
700
900
1100
1300
1500
1700
4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Mo
du
lus
Ke
bin
gkas
an
Peratusan Asfalt
KANDUNGAN HABUK SABUT KELAPA = 0%
Modulus Kebingkasan
y = -256.07x2 + 2758.3x - 6786.2
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Mo
du
lus
Ke
bin
gkas
an
Peratusan Asfalt
KANDUNGAN HABUK SABUT KELAPA = 30%
Modulus Kebingkasan
70
RAJAH C1 (c) : Graf modulus kebingkasan melawan kandungan asfalt bagi
kandungan habuk sabut kelapa 60%
RAJAH C1 (d) : Graf modulus kebingkasan melawan kandungan asfalt bagi
kandungan habuk sabut kelapa 100%
y = -192x2 + 2059.1x - 5192.9
100
150
200
250
300
350
400
450
500
4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Mo
du
lus
Ke
bin
gkas
an
Peratusan Asfalt
KANDUNGAN HABUK SABUT KELAPA = 60%
Modulus Kebingkasan
y = -70.857x2 + 819.63x - 2165.1
50
75
100
125
150
175
200
225
250
4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Mo
du
lus
Ke
bin
gkas
an
Peratusan Asfalt
KANDUNGAN HABUK SABUT KELAPA = 100%
Modulus Kebingkasan
71
RAJAH C2 : Graf terikan melawan masa bagi 0%, 30%, 60% dan 100% kandungan
habuk sabut kelapa di dalam sampel bagi ujian rayapan statik
RAJAH C3 : Graf terikan melawan kitaran bagi 0%, 30%, 60% dan 100% kandungan
habuk sabut kelapa di dalam sampel bagi ujian rayapan dinamik
-500
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
Teri
kan
Ke
kal (Micro-Strain
)
Masa (saat)
Graf Terikan Melawan Masa
0% Habuk Sabut Kelapa 30 % Habuk Sabut Kelapa
60% Habuk sabut Kelapa 100% Habuk Sabut Kelapa
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
Teri
kan
Ke
kal (Micro-Strain
)
Kitaran
Graf Terikan Melawan Kitaran
0% Habuk Sabut Kelapa 30% Habuk Sabut Kelapa
60% Habuk Sabut Kelapa 100% Habuk Sabut Kelapa
72
LAMPIRAN D
JADUAL D1 : Keputusan Ujian Graviti Tentu Agregat Kasar
Komponen Nilai
Jisim sampel kering ketuhar, g(A)
Jisim sampel kering permukaan selepas 24 jam, g (B)
Jisim sampel tepu dalam air, g (C)
1153.8 g
1169.7 g
733.6 g
Graviti tentu agregat kasar, Gs = A / (B - C)
= 1153.8 / (1169.7 - 733.6)
= 2.65
JADUAL D2 : Keputusan Ujian Graviti Tentu Agregat Halus
Komponen Nilai
Jisim sampel kering ketuhar dalam udara, g(A)
Jisim piknometer dipenuhi air, g (B)
Jisim sampel spesimen + air, g (C)
Jisim sampel kering permukaan selepas 24 jam, g (S)
1137.1 g
1973.2 g
2270.9 g
736.7 g
Graviti tentu agregat halus, Gs = A / (B + S - C)
= 1137.1 / (1973.2 + 736.7 - 2270.9)
= 2.60
JADUAL D3 : Keputusan Ujian Lelasan Los Angeles
Gred Bil
Bebola
Saiz Berat
Sebelum
Berat
Selepas
Beza %
Terhancur
A 12 25.0 mm
19.0 mm
12.5 mm
9.5 mm
1.25 kg
1.25 kg
1.25 kg
1.25 kg
0.67 kg
0.62 kg
0.66 kg
0.32 kg
0.58 kg
0.63 kg
0.59 kg
0.93 kg
46.4 %
50.4 %
47.2 %
74.4 %
Jumlah 5.00 kg 2.27 kg 2.73 kg 54.6 %
B 11 12.5 mm
9.5 mm
2.50 kg
2.50 kg
0.76 kg
0.51 kg
1.74 kg
1.99 kg
69.6 %
79.6 %
Jumlah 5.00 kg 1.27 kg 3.73 kg 74.6 %
D 6 2.36 mm 5.00 kg 1.83 kg 3.17 kg 63.4 %
Jumlah 5.00 kg 1.83 kg 3.17 kg 63.4 %
73
JADUAL D4 : Keputusan Ujian Penusukan Bagi Asfalt
Sampel Bacaan Penetrometer Purata
1
2
3
79 89 91
84 89 88
92 94 90
86
87
92
Purata nilai penusukan bagi asfalt = (86 + 87 + 92) / 3
= 88
JADUAL D5 : Keputusan Ujian Titik Lembut Bagi Asfalt
Sampel Bacaan Penetrometer Purata
1
2
3
41.0 42.5
41.0 41.0
43.0 42.0
42
41
43
Purata nilai titik lembut = (42 + 41 + 43) / 3
= 42 °C
JADUAL D6 : Keputusan Ujian Kelikatan Kinematik Bagi Asfalt
Komponen Nilai
Pekali
Masa yang diambil, s
0.931
268.8 s
Nilai kelikatan kinematik = pekali x masa (s)
= 0.931 x 268.8
= 250.1 centistoke
74
JADUAL D7 : Keputusan Ujian Graviti Tentu Pukal Sampel
Bil
Sampel
%
Bitumen
(Berat)
%
Habuk
(Berat)
Tinggi
Sampel
Berat
Sampel
Kering
Berat
Sampel
Basah
Berat
Sampel
Tepu
Ujian Rayapan Statik
41 5.4% 0% 68.42 mm 1233.7 g 546.8 g 1247.2 g
41 5.4% 30% 64.98 mm 1131.1 g 551.9 g 1149.3 g
43 5.4% 60% 72.76 mm 1225.8 g 565.9 g 1239.8 g
44 5.8% 100% 76.26 mm 1235.8 g 523.5 g 1246.8 g
Ujian Rayapan Dinamik
45 5.4% 0% 68.79 mm 1224.9 g 563.9 g 1265.3 g
46 5.4% 30% 70.11 mm 1221.0 g 584.2 g 1233.5 g
47 5.4% 60% 74.14 mm 1238.3 g 579.8 g 1251.7 g
48 5.8% 100% 75.35 mm 1263.0 g 546.4 g 1273.1 g
Graviti tentu pukal sampel 41 = 1233.7 / (1247.2 - 546.8)
= 1.76
Graviti tentu pukal sampel 42 = 1131.1 / (1149.3 - 551.9)
= 1.90
Graviti tentu pukal sampel 43 = 1225.8 / (1239.8 - 565.9)
= 1.82
Graviti tentu pukal sampel 44 = 1235.8 / (1246.8 - 523.5)
= 1.71
Graviti tentu pukal sampel 45 = 1224.9 / (1265.3 - 563.9)
= 1.75
Graviti tentu pukal sampel 46 = 1221.0 / (1233.5 - 584.2)
= 1.88
Graviti tentu pukal sampel 47 = 1238.3 / (1251.7 - 579.8)
= 1.84
Graviti tentu pukal sampel 48 = 1263.0 / (1273.1 - 546.4)
= 1.74