JUDUL : PENILAIAN TERHADAP PRESTASI CAMPURAN STONE MASTIC ASPHALT MENGGUNAKAN SERAT KELAPA SAWIT

CATATAN: * Potong yang tidak berkenaan ** Jika tesis ini SULIT atau TERHAD, sila lampirkan surat daripada pihak berkuasa/organisasi berkenaan dengan menyatakan sekali sebab dan tempoh tesis ini perlu dikelaskan sebagai SULIT atau TERHAD ♦ Tesis dimaksudkan sebagai tesis bagi Ijazah Doktor Falsafah dan Sarjana secara penyelidikan, atau

disertai bagi pengajian secara kerja kursus dan penyelidikan, atau Laporan Projek Sarjana Muda (PSM).

UNIVERSITI TEKNOLOGI MALAYSIA PSZ 19:16 (Pind.1/97)

BORANG PENGESAHAN STATUS TESIS JUDUL : PENILAIAN TERHADAP PRESTASI CAMPURAN STONE

MASTIC ASPHALT MENGGUNAKAN SERAT KELAPA SAWIT SESI PENGAJIAN: 2005/2006

INTAN SALWANI BINTI ABDUL KADIR Saya :

(HURUF BESAR)

mengaku membenarkan tesis (PSM/Sarjana/Doktor Falsafah)* ini disimpan di Perpustakaan Universiti Teknologi Malaysia dengan syarat-syarat kegunaan seperti berikut: 1. Tesis adalah hak milik Universiti Teknologi Malaysia. 2. Perpustakaan Universiti Teknologi Malaysia dibenarkan membuat salinan untuk tujuan

pengajian sahaja. 3. Perpustakaan dibenarkan membuat salinan tesis ini sebagai bahan pertukaran antara institusi

pengajian tinggi. 4. **Sila tandakan ( ) SULIT (Mengandungi maklumat yang berdarjah keselamatan atau kepentingan Malaysia seperti yang termaktub dalam AKTA RAHSIA RASMI 1972)

TERHAD (Mengandungi maklumat TERHAD yang telah ditentukan oleh organisasi/badan di mana penyelidikan dijalankan) TIDAK TERHAD Disahkan oleh

(TANDATANGAN PENULIS) (TANDATANGAN PENYELIA)

Alamat Tetap:

LOT 329, KOK LANAS, 16450 KOTA

BHARU, KELANTAN.

DR. MOHD ROSLI BIN HAININ Nama Penyelia

Tarikh: Tarikh: 17 APRIL 2006_ 17 APRIL 2006_

“Saya akui bahawa telah membaca tesis ini dan saya berpendapat bahawa tesis ini

adalah memenuhi skop dan kualiti yang diperlukan bagi penganugerahan Ijazah Sarjana

Muda Kejuruteraan Awam”

Tanda Tangan : ................................................

Nama Penyelia : DR. MOHD ROSLI BIN HAININ

Tarikh : 17 APRIL 2006

PENILAIAN TERHADAP PRESTASI CAMPURAN STONE MASTIC

ASPHALT MENGGUNAKAN SERAT KELAPA SAWIT

INTAN SALWANI BINTI ABDUL KADIR

Laporan projek ini dikemukakan

sebagai memenuhi syarat

penganugerahan Ijazah Sarjana Muda Kejuruteraan Awam

Fakulti Kejuruteraan Awam

Universiti Teknologi Malaysia

APRIL 2006

Saya akui karya ini bertajuk “Penilaian Terhadap Prestasi Campuran Stone Mastic

Asphalt Menggunakan Serat Kelapa Sawit” adalah hasil dari kerja saya sendiri kecuali

nukilan dan ringkasan yang tiap-tiap satunya telah saya jelaskan sumbernya.

Tanda Tangan : ......................................................

Nama : INTAN SALWANI BINTI ABDUL KADIR

Tarikh : 17 APRIL 2006

Teristimewa buat,

Ma & Abah yang tercinta,

En. Abdul Kadir Musa & Pn. Siti Mariam Deris,

Tidak terhitung jasa dan pengorbananmu..

Kakak dan adik-adikku yang dikasihi..

Srimis Minarwati, Suria Yanti, Khairiyah, Haris dan Adik Amir,

Kalianlah sumber ilhamku..

Sahabat-sahabat yang amat kuhargai,

Yo, Ha, Dian, Kauns, Phydots, Fiqah dan Eila,

Hadirmu anugerah yang amat bernilai dalam hidupku..

Serta buat insan-insan tersayang yang mewarnai hidupku...

PENGHARGAAN

Setinggi-tinggi kesyukuran dirafa’kan kehadhrat ALLAH S.W.T yang Maha Esa

di atas rahmat kurnia dan keizinanNya projek tahun akhir ini dapat disiapkan dengan

jayanya pada masa yang ditetapkan.

Sekalung penghargaan dan jutaan terima kasih saya tujukan khas buat Dr. Mohd

Rosli Bin Hainin, penyelia projek saya yang telah banyak memberikan tunjuk ajar dan

buah fikiran yang amat berharga sepanjang saya menyiapkan projek ini.

Tidak lupa buat kedua ibu bapa saya yang amat dikasihi di atas doa restu,

sokongan dan bantuan yang diberikan serta buat seluruh ahli keluarga yang begitu

memahami dan menyokong saya.

Jutaan terima kasih juga ditujukan khas buat sahabat-sahabat rakan seperjuangan

yang begitu istimewa di hati saya yang telah banyak menyumbangkan idea dan tenaga

serta membantu saya selama ini. Semoga silaturrahim yang terjalin antara kita

berkekalan selamanya.

Akhir sekali, buat semua pensyarah dan juruteknik di Makmal Pengangkutan

dan Jalan Raya, Fakulti Kejuruteraan Awam, Universiti Teknologi Malaysia khususnya

dan seluruh warga universiti amnya kerana memudahkan banyak urusan saya

memberikan kenangan yang cukup manis sepanjang tempoh pengajian ini. ALLAH

jualah yang mampu membalasnya.

ABSTRAK

Stone Mastic Asphalt (SMA) merupakan campuran berbitumen dalam bentuk

gap-graded yang mengandungi kandungan batu yang tinggi, bahan pengisi dan bitumen

yang diubahsuai dengan bahan tambah seperti serat selulosa. Sehingga kini, kajian telah

banyak dilakukan bagi menghasilkan campuran SMA yang berprestasi tinggi yang

mempunyai kekuatan, kestabilan, ketahanan serta kekukuhan. Kajian ini dijalankan bagi

menilai prestasi SMA20 dengan bahan tambah serat kelapa sawit dalam tiga saiz yang

berbeza iaitu 0.16mm, 1.25mm dan 3.5mm berdasarkan ciri-ciri Marshall. Ujian makmal

yang dijalankan adalah berdasarkan spesifikasi JKR/SPJ/Rev2005 bagi mendapatkan

nilai kandungan bitumen optimum bagi setiap campuran seterusnya mengenalpasti saiz

serat kelapa sawit yang paling optimum. Hasil ujikaji menunjukkan bahawa serat kelapa

sawit kurang sesuai digunakan sebagai bahan tambah di dalam campuran SMA20

memandangkan ia hanya memenuhi lima dari enam parameter Marshall yang ditetapkan

oleh spesifikasi iaitu ketumpatan, kestabilan, aliran, lompang dalam campuran dan

lompang terisi bitumen di dalam campuran manakala gagal dalam kekukuhan. Keputusan

ujikaji dibandingkan dengan spesifikasi JKR/SPJ/1988.

ABSTRACT

Stone Mastic Asphalt (SMA) is a gap-graded bituminous mixture with high

content of stone, filler and bitumen, modified with a suitable binder stabilizer such as

cellulose fibre. Up to nowadays, many researche have been carried out to obtain mixes

that have good strength, stability, durability and stiffness. This study is to evaluate the

properties of SMA20 with additive palm oil fibres of different sizes namely 0.16mm,

1.25mm and 3.5mm in accordance to Marshall Parameters. The tests were conducted

according to requirements of standard specification of JKR/SPJ/Rev2005 to determine

the optimum bitumen contents for each mixture. Hence, the optimum size of fibre for

wearing course of SMA20 at the optimum bitumen contents was obtained. However, the

results shows that only five of six parameters of Marshall were fulfilled which are

density, stability, flow, percentage air voids filled with bitumen (VFB) and percentage air

voids in compacted mix (VTM). The stiffness failed to meet the minimum requirements

of the standard specification of JKR/SPJ/1988, therefore the palm fibres are not suitable

to be used for SMA20 wearing course.

KANDUNGAN

BAB PERKARA MUKASURAT

HALAMAN JUDUL i

PENGAKUAN ii

DEDIKASI iii

PENGHARGAAN iv

ABSTRAK v

ABSTRACT vi

KANDUNGAN vii

SENARAI JADUAL xi

SENARAI RAJAH xii

SENARAI SINGKATAN xiii

SENARAI LAMPIRAN xiv

BAHAGIAN SATU

BAB I PENGENALAN

1.1 Pendahuluan 1

1.2 Kenyataan Masalah 2

1.3 Matlamat dan Objektif Kajian 3

1.4 Skop Kajian 4

1.5 Kepentingan Kajian 4

BAHAGIAN DUA

BAB II KAJIAN LITERATUR

2.1 Jalan Raya 5

2.2 Jenis-jenis Campuran Jalan Berbitumen 5

2.3 STONE MASTIC ASPHALT (SMA) 6

2.3.1 Ciri-ciri campuran SMA 7

2.4 Skop Reka bentuk Turapan 8

2.4.1 Rekabentuk campuran SMA 11

2.5 Agregat 11

2.5.1 Agregat Kasar 12

2.5.2 Agregat Halus 13

2.6 Bitumen 15

2.7 Bahan Tambah 16

2.8 Agen Penstabil 17

2.9 Kelapa Sawit 18

2.9.1 Taksonomi Pokok Kelapa Sawit 19

2.9.2 Anatomi Serta Kompososi Pokok Kelapa Sawit 20

2.9.3 Serat Kelapa Sawit 21

BAHAGIAN TIGA

BAB III METODOLOGI

3.1 Pengenalan 23

3.2 Proses Kajian 23

3.3 Penyediaan Bahan 25

3.3.1 Agregat 25

3.3.2 Bitumen 25

3.3.3 Bahan Pengisi 26

3.3.4 Serat kelapa sawit 26

3.4 Penyediaan Sampel Marshall 27

3.4.1 Peralatan Bagi Menyediakan Sampel Marshall 27

3.4.2 Langkah-langkah Penyediaaan Sampel Marshall 28

3.5 Ujian Makmal 32

3.5.1 Analisis Ayakan 32

3.5.2 Analisis Ujian Marshall 33

3.5.2.1 Analisis Graviti Tentu Pukal Agregat 33

3.5.2.2 Analisis Graviti Tentu Pukal Sampel 34

3.5.2.3 Pengiraan Lompang Udara (VTM) 34

3.5.2.4 Pengiraan Lompang Terisi Bitumen (VFB) 35

3.5.2.5 Pengiraan Analisis Kekukuhan 35

3.6 Analisis Data 36

BAHAGIAN EMPAT

BAB IV ANALISIS DATA DAN HASIL UJIKAJI

4.1 Pengenalan 38

4.2 Analisis Ayakan dan Campuran Agregat 39

4.2.1 Pengiraan Analisis Ayakan 41

4.3 Penentuan Kandungan Bitumen 43

4.4 Penentuan Kandungan Serat Kelapa Sawit 44

4.5 Keputusan Reka Bentuk Bagi Campuran SMA20 44

4.6 Penentuan Graviti Tentu Agregat 45

4.6.1 Graviti Tentu Pukal Agregat Kasar

dan Agregat Halus 45

4.6.2 Graviti Tentu Bitumen 45

4.6.3 Graviti Tentu Serat Kelapa Sawit 46

4.7 Analisis Ujian Marshall 46

4.7.1 Hasil Ujian Marshall bagi Serat Sawit 0.16mm 47



4.8 Penentuan Kandungan Bitumen Optimum 50

Analisis Campuran SMA20 pada

Kandungan Bitumen Optimum

4.9 Rumusan 51

4.10 Perbincangan Hasil Kajian 56

4.11 Masalah Sewaktu Ujikaji 58

4.12 Rumusan 59

BAHAGIAN LIMA

BAB V KESIMPULAN DAN CADANGAN

5.1 Pengenalan 60

5.2 Kesimpulan Hasil Kajian 61

5.3 Cadangan Kajian Masa Hadapan 62

BAHAGIAN ENAM

RUJUKAN 63

LAMPIRAN 66

SENARAI JADUAL

NO. JADUAL TAJUK MUKASURAT

2.1 Penggredan agregat SMA14 dan SMA20 mengikut spesifikasi 14

3.1 Bilangan sampel yang digunakan bagi campuran SMA20 27

3.2 Spesifikasi campuran konkrit berasfal mengikut JKR/SPJ/1988 36

3.3 Spesifikasi campuran konkrit berasfal mengikut JKR/SPJ/rev2005 37

4.1 Keputusan analisis ayakan SMA20 40

4.2 Peratus Bitumen dan agregat mengikut sampel yang disediakan. 43

4.3 Peratus serat kelapa sawit mengikut bilangan sampel yang disediakan. 44

4.4 Keputusan reka bentuk bagi campuran SMA20 44

4.5 Graviti tentu pukal bagi agregat yang digunakan. 45

4.6 Nilai kandungan bitumen optimum bagi setiap campuran. 50

4.7 Nilai kandungan bitumen optimum bagi setiap campuran. 51

SENARAI RAJAH

NO. RAJAH TAJUK MUKASURAT

2.1 Contoh jalan raya yang dibina menggunakan SMA 8

2.2 Graf menunjukkan julat taburan saiz agregat dalam SMA. 14

2.2 Contoh serat kelapa sawit yang telah diproses 22

3.1 Carta alir Proses Kajian 24

3.2 Bitumen PG-76 yang digunakan di dalam campuran SMA20 29

3.3 Agregat yang digunakan di dalam campuran SMA 20 29

3.4 Serat kelapa sawit yang digunakan di dalam campuran SMA 20 30

3.5 Serat kelapa sawit di masukkan ke dalam kuali. 30

3.6 Bitumen PG-76 di masukkan ke dalam kuali. 30

3.7 Campuran digaul sehingga sebati. 31

3.8 Campuran dimasukkan ke dalam mol 31

3.9 Proses pemadatan 31

4.1 Graf semi-logaritma bagi analisi ayakan SMA20 40

4.2 Parameter Marshall bagi campuran SMA20 dengan serat 0.16mm 47



SENARAI SIMBOL

SG Graviti Tentu

Sgbit Graviti Tentu Bitumen

VTM Lompang dalam Campuran

VFB Lompang Terisi Bitumen

OBC Kandungan Bitumen Optimum

Kand. Kandungan

Pers. Persamaan

SENARAI LAMPIRAN

LAMPIRAN TAJUK MUKASURAT

A-1 Keputusan Penentuan Penggredan Bagi SMA20 67

A-2 Graf Semi-log Analisis Ayakan Bagi SMA20 68

B-1 Contoh Pengiraan Bagi Penentuan Jisim Bitumen Dalam

Campuran SMA20. 69

B-2 Contoh Pengiraan Bagi Penentuan Jisim Serat Kelapa Sawit

Dalam Campuran SMA20 70

B-3 Keputusan Reka Bentuk bagi Campuran SMA20 71

C-1 Borang Marshall untuk Campuran SMA20 dengan Serat

Kelapa Sawit 0.16mm 72


kelapa Sawit 1.25mm 73


Kelapa Sawit 3.5mm 74

D-1 Graf Keputusan Ujian Marshall bagi Campuran SMA20

dengan Serat Kelapa Sawit 0.16mm 75





E-1 Borang Marshall bagi Campuran SMA20 dengan Serat

Kelapa Sawit 0.16mm pada Kand. Bitumen Optimum 78

E-2 Borang Marshall bagi Campuran SMA20 dengan Serat Kelapa

Sawit 1.25mm pada Kand. Bitumen Optimum 79

E-3 Borang Marshall bagi Campuran SMA20 dengan Serat Kelapa

Sawit 1.25mm pada Kand. Bitumen Optimum 80

F-1 Keputusan analisis parameter Marshall bagi campuran SMA20

dengan serat kelapa sawit 0.16mm 81





BAB I

PENGENALAN

1.1 Pendahuluan

Jalinan serta struktur jalan raya yang baik merupakan antara penanda aras tahap

pembangunan sesebuah negara. Bagi negara Malaysia yang sedang pesat membangun

dan mencipta nama di mata dunia, adalah penting untuk mengekalkan imej dan reputasi

yang cemerlang terutamanya dengan memastikan kualiti dan pretasi struktur jalan raya

di negara ini berada pada tahap yang membanggakan. Selain itu, tidak dinafikan kualiti

jalan raya yang baik serta dapat memberikan keselesaan dalam pemanduan akan secara

relatifnya dapat mengurangkan kadar kemalangan jalan raya.

Namun, keadaan iklim negara yang mengalami panas dan lembab sepanjang

tahun selain kos baik pulih yang tinggi menyukarkan penyediaan struktur jalan raya

yang terbaik bagi pengguna jalan raya di negara ini. Oleh itu pelbagai usaha telah

dilakukan dari masa ke semasa bagi menghasilkan turapan yang berkualiti, tahan lasak

serta ekonomi. Antaranya melalui penggunaan Stone Mastic Asphalt (SMA) sebagai

bahan campuran turapan jalan bagi menggantikan penggunaan campuran asfal panas

yang biasa.

1.2 Kenyataan Masalah

Pembinaan jalan raya, lebuh raya, laluan ekspres dan sebagainya yang semakin

bertambah dari tahun ke tahun menjadikan permintaan kepada bitumen semakin tinggi.

Ini kerana jalan berbitumen adalah digunakan secara meluas di negara ini berbanding

jenis-jenis jalan yang lain. Sehubungan itu, kenaikan harga minyak mentah dunia amat

memberi kesan kepada kos keseluruhan pembinaan jalan raya tambahan pula

perkembangan pesat sistem pengangkutan mendapati beban dari kenderaan di jalanraya

semakin bertambah dan keupayaan tuarapan perlu dipertingkatkan. Peningkatan isipadu

lalulintas, beban gandar, tekanan tayar dan kekurangan agregat berkualiti juga memberi

kesan kepada permasalahan ini. Fenomena ini secara langsung dan tidak langsung akan

menyebabkan kegagalan lapisan bitumen semakin meningkat. Kegagalan utama yang

sering dikesan dalam struktur jalan raya di Malaysia ialah penyepaian, kegagalan patah

dan ketidakstabilan serta kegagalan rekatan antara bitumen dengan agregat.

Kesan lekukan pada permukaan jalan disebabkan kesan tayar kenderaan

(rutting) juga antara kegagalan permukaan yang perlu diberi perhatian serius.

Kegagalan jenis ini akan memberikan masalah kepada pemanduan apabila bahagian

lekukan diisi dengan air terutama selepas hujan. Bagi mengatasi masalah ini, pelbagai

alternatif boleh dipilih antaranya dengan penggunaan turapan tegar (jalan konkrit)

ataupun turapan blok saling mengunci yang mana ia lebih kuat dan tahan lasak

berbanding turapan anjal. Bagaimanapun, kedua-kedua jenis turapan ini memerlukan

kos pembinaan dan penyenggaraan yang tinggi.

Stone Mastic Asphalt (SMA) merupakan pilihan terbaik memandangkan ia

mempunyai potensi yang besar dalam mengatasi masalah kualiti turapan jalan raya serta

melibatkan kos pembinaan yang berpatutan. Ini kerana campuran ini hanya digunakan

pada lapisan haus bagi turapan anjal dan menggunakan agregat secara “gap graded”.

Selain itu, SMA juga menggunakan bahan campuran simen asfal yang diubahsuai

melalui penambahan agen penstabil bagi meningkatkan prestasi dan keupayaannya.

Walaubagaimanpun, kajian berterusan perlu dijalankan bagi meningkatkan

keupayaan SMA antaranya dengan mengkaji penggunaan bahan tambah yang berkualiti,

murah dan mudah diperolehi. Antara bahan tambah yang berpotensi untuk diuji ialah

serat kelapa, getah cair, abu sekam padi dan serat kelapa sawit. Kajian ini akan

memfokuskan penilaian terhadap prestasi campuran SMA berdasarkan saiz serat kelapa

sawit yang berbeza.

1.3 Matlamat dan Objektif Kajian

Secara umumnya, matlamat kajian ini adalah bagi mendapatkan saiz serat

kelapa sawit yang paling optimum untuk digunakan sebagai bahan tambah dalam

campuran Stone Mastic Asphalt (SMA). Saiz serat yang dipilih adalah 0.16mm,

1.25mm dan 3.5mm yang diperolehi dari kilang. Kajian ini juga dijalankan bagi

menilai keberkesanan serat tersebut dalam meningkatkan prestasi turapan untuk

menanggung beban lalulintas serta memanjangkan jangka hayat jalan tersebut. Selain

itu, penggunaan bahan tambah ini diharap dapat meningkatkan kelikatan campuran

SMA bagi mengurangkan lelehan.

Objektif utama kajian ini ialah:

i) Menyediakan campuran Stone Mastic Asphalt (SMA 20) bersama bitumen

terubahsuai PG-76 dengan bahan tambah serat kelapa sawit bersaiz 0.16mm,

1.25mm dan 3.5mm.

ii) Membuat perbandingan kesan penggunaan serat kelapa sawit ke atas campuran

SMA 20 bagi mendapatkan saiz serat yang paling optimum.

1.6 Skop Kajian

Kajian ini melibatkan penyediaan campuran konkrit berasfal SMA 20 (bahan

pengikat terubahsuai PG-76) dengan penambahan serat kelapa sawit mengikut saiz

0.16mm, 1.25mm dan 3.5mm. Ujian Marshall akan dijalankan ke atas ketiga-tiga

campuran tersebut bagi menguji kekuatan campuran, kestabilan, ketumpatan, peratus

lompang dalam campuran dan peratus lompang terisi bitumen di dalam campuran.

Hasil ujian akan digunakan untuk menentukan saiz serat yang paling optimum bagi

campuran SMA 20.

1.7 Kepentingan Kajian

Kajian ini penting bagi menghasilkan campuran berbitumen SMA yang lebih

berkualiti dan tahan lasak dengan menggunakan bahan tambah yang berkos rendah

seperti serat kelapa sawit. Seterusnya kajian ini juga penting bagi mengetahui saiz serat

kelapa sawit yang paling sesuai digunakan bagi mendapatkan hasil yang optimum.

Berbanding bahan tambah yang lain, serat kelapa sawit dilihat mempunyai potensi yang

tersendiri memandangkan ia merupakan bahan mentah tempatan yang mudah

diperolehi. Justeru kajian ini dilihat mampu mengangkat nilai komersial serat kelapa

sawit. Selain itu, penggunaan bahan tambah yang mampu mengurangkan penggunaan

bitumen dalam turapan jalan raya diharap dapat membantu mengurangkan kos yang

perlu ditanggung kesan dari kenaikan harga bitumen dewasa ini.

BAB II

KAJIAN LITERATUR

2.1 Jalan Raya

Keperluan kepada penggunaan jalan bermula sejak penemuan roda di Samaria

pada 3000SM lagi. Pada 1736, Robert Philips telah mengemukakan satu kertas kerja

tentang rekabentuk jalan sekaligus menjadi perintis sebenar dalam pembinaan jalan

moden pada kurun ke lapan belas. Beliau telah menyarankan agar lapisan kerikil

diletakkan di atas tapak bersaliran sempurna dan dipadatkan oleh lalulintas menjadi

permukaan yang lebih keras (Che Ros Ismail et al, 2000).

2.4 Jenis-jenis Campuran Jalan Berbitumen

Campuran berbitumen terbahagi kepada tiga jenis iaitu “dense graded”, “open

graded” dan “gap graded”. Campuran “dense graded” adalah campuran bitumen

panas (HMA) biasa yang terdiri dari agregat dan bahan pengikat iaitu bitumen. Taburan

saiz agregat yang digunakan adalah dari saiz yang halus hingga kepada yang kasar

mengikut julat tertentu. Campuran HMA “dense graded” telah digunakan secara

konvensional bagi pembinaan turapan jalan raya di negara ini. Bagaimanapun, turapan

jenis ini ternyata mempunyai ketahanan terhadap kegagalan permukaan yang rendah.

Campuran jenis “open graded” ialah turapan berliang/poros yang mempunyai

struktur yang sama seperti campuran berbitumen yang biasa tetapi terdapat rongga/liang

pada lapisan haus untuk membenarkan air permukaan masuk ke dalam dan mengalir di

atas lapisan pengikat. Campuran jenis “open graded” ini sepenuhnya menggunakan

agregat kasar dengan peratusan kecil pasir terubahsuai. Walau bagaimanapun, kos

pracampurannya lebih mahal serta memerlukan penyenggaraan berterusan bagi

mengelakkan sumbatan liang (Che Ros Ismail et al, 2000).

Stone Mastic Asphalt (SMA) merupakan campuran dari jenis “gap graded”

yang mana mempunyai kekuatan dan ketahanan melalui rangka batuan yang diikat oleh

bitumen, mineral pengisi dan agen penstabil. Campuran ini memerlukan kos

pracampuran yang agak tinggi namun sebaliknya ia mampu menghasilkan kualiti

turapan yang baik dan mampu menanggung beban lalulintas yang tinggi.

2.3 STONE MASTIC ASPHALT (SMA)

Turapan jalan raya adalah terdedah kepada beban yang tinggi menerusi

pertambahan beban gandar dan tekanan tayar. Peningkatan beban ini akan

menyumbang kepada kegagalan pramatang terhadap campuran serta mengurangkan

jangka hayat turapan. Sehubungan itu, konsep baru telah diperkenalkan bagi

memperbaiki ketahanan dan jangka hayat turapan iaitu dengan penggunaaan Stone

Mastic Asphalt (SMA) sebagai alternatif dalam rekabentuk turapan jalan raya. SMA

mula diperkenalkan di Scandinavia, Jerman pada awal 1960an yang mana pada ia

bertujuan untuk menghasilkan lapisan haus yang baik dan tahan lasak seiring dengan

penggunaan tayar berpaku pada ketika itu. (Susanne Obert, April 2000). Seterusnya

pada pertengahan 1980an, SMA semakin menjadi pilihan berbanding campuran

berbitumen panas yang biasa memandangkan ciri-ciri istimewa yang ada padanya selain

ia lebih stabil dan murah meskipun penggunaan tayar berpaku telah diharamkan.

Stone Mastic Asphalt (SMA) merupakan campuran berbitumen panas polimer

terubahsuai yang kaya dengan kandungan agregat kasar dan campuran yang diisi

dengan “mastic” iaitu campuran bitumen, bahan pengisi, pasir dan bahan tambah

penstabil. Bahan tambah boleh diperolehi sama ada dalam bentuk bijian atau bertepung

dari sumber organik, polimer ataupun serat mineral. Tujuan utama bahan tambah ini

adalah untuk menambahkan kelikatan campuran bagi mengurangkan lelehan selain

untuk menghalang kehilangan bahan pengikat dalam agregat. Bahan tambah juga

berfungsi menstabilkan mortar bagi menjamin ciri-ciri homogen dalam campuran.

Bahan tambah yang biasa digunakan adalah serat selulosa kerana ia mampu

menambahkan isipadu mortar tanpa menyebabkan berlakunya pengecutan (Susanne

Obert, April 2000).

2.3.1 Ciri-ciri campuran SMA

Ciri-ciri utama campuran SMA adalah berdasarkan julat perbezaan taburan saiz

agregat dalam campuran berbitumen di mana ia mengandungi kira-kira 65% berat

agregat kasar dan minimum 8% bahan pengisi (JKR/SPJ/rev2005). Perbezaan julat

taburan saiz dalam SMA menyebabkan ia berupaya menghasilkan rangka campuran

batu-ke-batu yang yang stabil melalui sifat saling mengunci agregat kasar serta dapat

memaksimumkan geseran antara zarah serta meningkatkan kestabilan campuran

berbitumen. SMA juga mampu mengurangkan ketelapan campuran serta “age

hardening” disebabkan nisbah peratus lompang yang rendah iaitu hanya mengambil

kira-kira 2% hingga 4% sahaja serta lapisan pengikat yang tebal. Selain itu ia juga

memberi rintangan terhadap keretakan dan kerosakan disebabkan lembapan serta

kerosakan pada turapan disebabkan kesan tekanan tayar. SMA juga memberikan kesan

pemanduan yang berkualiti kerana memberikan rintangan terhadap gelinciran,

mengurangkan percikan air kesan dari tindakan tayar serta mengurangkan kadar

kebisingan di jalan raya (Susanne Obert, April 2000).

Rajah 2.1 : Contoh jalan raya yang dibina menggunakan SMA

2.4 Skop Reka bentuk Turapan

Skop turapan jalan adalah berkait rapat dengan fungsi turapan itu sendiri di

mana setiap turapan seharusnya memainkan peranan berikut (Che Ros Ismail et al,

2000).

i) Ketebalan turapan mestilah mencukupi untuk mengagihkan beban

lalulintas di permukaan jalan sehingga lapisan subgred mampu

menampungnya tanpa mengalami ubah bentuk.

ii) Kekuatan turapan itu sendiri seharusnya sepadan dengan tegasan yang

dibebankan ke atasnya.

iii) Turapan jalan raya mestilah kalis air permukaan dan mempunyai tekstur

permukaan turapan yang tahan gelinciran.

Menurut Che Ros Ismail et al 2000, sekiranya skop rekabentuk turapan jalan tidak

dipenuhi, maka kebolehkhidmatan turapan tersebut akan mula menurun. Terdapat

dua jenis kegagalan turapan yang sering berlaku.

i) Kegagalan permukaan

Kegagalan permukaan berlaku pada lapisan haus dan kesan kegagalan

dapat dilihat dengan ketara pada lapisan atas apabila ia mengalami ubah

bentuk.

ii) Kegagalan struktur

Kegagalan jenis ini berlaku apabila keseluruhan lapisan turapan jalan

mengalami ubahbentuk.

Menurut Fritz dan Eustacchio, 1990, campuran yang direkabentuk bagi menghasilkan

turapan jalan perlulah memenuhi beberapa keperluan agar jalan yang dihasilkan

memenuhi spesifikasi yang ditetapkan dan berkualiti tinggi. Terdapat beberapa kualiti

utama yang dititikberatkan dalam pembinaan jalan iaitu:

i) Keperluan Penyediaan

Keperluan penyediaan bagi campuran yang direkabentuk adalah

bertujuan untuk mendapatkan hasil akhir campuran yang ekonomi dan

berupaya untuk menjamin keawetan campuran, nilai kestabilan yang

cukup untuk menampung beban, kadar lompang yang mencukupi untuk

kebolehkerjaan. Keperluan ini juga bergantung kepada kuantiti bitumen,

kandungan lompang dan juga agregat yang digunakan.

ii) Keperluan Perkhidmatan

Kekukuhan dan kebolehkerjaan merupakan aspek yang paling

dititikberatkan dalam keperluan perkhidmatan. Kekukuhan bermaksud

campuran tersebut adalah berupaya menghalang berlakunya kegagalan

pada peringkat pramatang memandangkan campuran tersebut akan

bertindak sebagai lapisan permukaan dan sering terdedah kepada

persekitaran. Lapisan permukaan juga perlu memiliki kekukuhan yang

sewajarnya bagi menanggung beban lalulintas. Manakala kebolehkerjaan

pula bermaksud campuran tersebut mestilah mudah untuk dikerjakan

semasa pembinaan. Walaubagaimanapun, kebolehkerjaan adalah amat

berkait rapat dengan kualiti bahan yang digunakan dalam campuran

turapan berbitumen.

iii) Keperluan Keselamatan

Setiap rekabentuk campuran turapan yang dihasilkan perlulah

mempunyai sifat penghalang dari kegagalan pramatang. Selain itu,

turapan tersebut juga perlu memiliki tahap kestabilan yang tinggi bagi

menghadapi sebarang kerosakan di bawah beban secara berulang-ulang.

Ujian ricih pesongan tegangan merupakan ujian yang biasa dilakukan

bagi menentukan tahap kestabilan campuran. Faktor kehausan tayar dan

kebisingan yang minimum juga merupakan antara keperluan

keselamatan yang penting dalam campuran turapan jalan berbitumen.

2.4.1 Rekabentuk campuran SMA

Campuran SMA yang direkabentuk bagi membina turapan jalan raya

memerlukan tahap kekuatan yang tinggi untuk mengelakkannya daripada cepat rosak,

mudah ditakungi air, potensi kegelinciran serta menyebabkan ketidakselesaan kepada

pengguna. Selain itu, campuran tersebut mestilah mampu memberi jangka hayat yang

lebih lama serta tidak memerlukan kos penyenggaraan yang tinggi.

Bahan-bahan yang digunakan dalam campuran SMA adalah terdiri dari bitumen,

agregat, bahan pengisi dan bahan tambah penstabil. Setiap bahan yang digunakan

mempunyai fungsi masing-masing dalam memberikan kekuatan dan meningkatkan

prestasi turapan.

2.5 Agregat

Agregat yang digunakan untuk pembinaan jalan adalah merupakan batuan

pelbagai saiz yang boleh diperoleh dari sumber semulajadi atau tiruan. Ia bertindak

sebagai bahan pengunci dalam turapan jalan sekaligus menanggung beban lalulintas dan

menyalurkannya ke lapisan bawah. Agregat boleh dikelaskan kepada dua kumpulan

mengikut asal kejadiannya. Kumpulan-kumpulan agregat ini ialah:

2.5.1 Agregat Kasar

Agregat kasar ialah batuan yang tertahan pada saiz ayakan 5.0mm dan bebas

dari debu, tanah liat, rumput kering dan lain-lain bahan organik (JKR/SPJ/rev2005).

Agregat kasar amat penting dalam pembinaan turapan SMA dan perlu memenuhi

beberapa ciri bagi ujian ke atas agregat seperti yang telah digariskan oleh pihak JKR

Malaysia (JKR/SPJ/rev2005) iaitu:

a) Nilai Lelasan Los Angeles (Los Angeles Abrasion Value) yang selaras

dengan ASTM C 131 tidak melebihi 30%,

b) Nilai Penghancuran Agregat (Agregate Crushing Value) yang selaras

dengan MS 30 tidak melebihi 30%,

c) Nilai Indeks Kepingan (Flakiness Indeks) yang selaras dengan MS 30

tidak melebihi 25%,

d) Nilai Penggilapan Batu (Polished Stone Value) yang selaras dengan MS 30

tidak kurang dari 50%,

e) Nilai Purata Kehilangan Berat Agregat di dalam larutan Magnesium Sulfat

bagi ujian ketahanan (5 pusingan) yang selaras dengan AASHTO T 104

tidak melebihi 18%,

f) Nilai Serapan Air yang selaras dengan MS 30 tidak melebihi 2%.

2.5.2 Agregat Halus

Agregat halus yang digunakan dalam campuran SMA adalah terdiri dari debu

kuari. Agregat ini perlu bersifat bukan plastik dan bebas dari tanah liat, tanah gembur

dan lain-lain bahan organik. Agregat ini berfungsi bagi mengisi ruang kosong atau

rongga di antara agregat kasar dalam turapan jalan raya. Selain itu, ia juga bertujuan

untuk menambahkan kestabilan bancuhan berbitumen melalui zarah-zarah yang saling

mengunci. Berikut merupakan spesifikasi yang telah ditetapkan bagi pemilihan agregat

halus untuk campuran SMA (JKR/SPJ/rev2005):

a) Nilai Purata Kehilangan Berat Agregat di dalam larutan Magnesium Sulfat

bagi ujian ketahanan (5 pusingan) selaras AASHTO T 104 tidak lebih 20%,

b) Nilai Serapan Air yang selaras dengan MS 30 tidak melebihi 2%,

c) Nilai pasir dari pecahan agregat yang melepasi saiz ayakan NO. 4 (4.75mm)

tidak kurang 45% dan selaras dengan ASTM D 2419,

d) Kesegian agregat halus yang selaras dengan ASTM C 1252 tidak lebih 45%.

Penggredan saiz agregat yang dalam sesuatu campuran berbitumen adalah

bergantung kepada jenis campuran yang digunakan. Bagi campuran jenis “open

graded” ataupun turapan poros, kebanyakan agregat yang digunakan adalah dari jenis

agregat kasar manakala bagi campuran simen asfal biasa jenis “dense graded” pula

mengandungi agihan saiz agregat yang seragam. SMA merupakan campuran jenis “gap

graded” yang mana ia hanya mengandungi beberapa saiz agregat yang tertentu sahaja

dan sebahagian lagi tidak digunkan. “Kehilangan” beberapa saiz agregat ini

menyebabkan wujudnya sela (gap) di dalam campuran.

Jadual 2.1: Penggredan agregat bagi SMA 14 dan SMA 20 mengikut spesifikasi

Ayakan ASTM Peratus Agregat yang Melepasi Ayakan (%)

Saiz Ayakan (mm) SMA 14 SMA 20

19.0 100 100

12.5 100 85-95

9.5 72-83 65-75

4.75 25-38 20-28

2.36 16-24 16-24

0.600 12-16 12-16

0.300 12-15 12-15

0.075 8-10 8-10

Traditional UK Highways

% Pass ing

Aggregate Grading

0.0075 2.36 5 10 14 20Sieve Size, (mm)

Rajah 2.2 : Graf menunjukkan julat taburan saiz agregat dalam SMA.

2.6 Bitumen

Bitumen (United Kingdom) juga dikenali sebagai Simen Asfal (Amerika

Syarikat) adalah merupakan salah satu bahan terpenting dalam pembinaan turapan jalan

raya sebagai bahan perekat bagi mengikat agregat, bahan pengisi dan bahan tambah

lainnya dalam lapisan permukaan jalan. Lapisan nipis bahan ini menyaluti permukaan

agregat dan mengikatnya bersama-sama bagi menghasilkan satu struktur jalan raya yang

berkekuatan tinggi (Che Ros Ismail et al, 2000). Bitumen adalah berwarna hitam,

berbentuk pepejal pada suhu bilik namun akan menjadi lembut dengan peningkatan

suhu persekitaran dan akhirnya bertukar kepada bentuk cecair likat pada suhu yang

tinggi (Hasanan Bin Md. Nor, 2003). Bitumen memiliki sifat visco-elastik di mana ia

mengalami pengerasan dan pelembutan pada suhu yang berlainan. Komposisi kimia

yang terkandung dalam bitumen adalah sangat kompleks dan perlu diambilkira sebagai

campuran berhidrokarbon yang terdiri dari gabungan unsur-unsur tunggal. Selain itu,

bitumen adalah berbeza dari segi sifat parafin, sikloparafin, dan ciri-ciri aromatik

disebabkan kehadiran segelintir unsur heterosiklik yang sama secara strukturnya yang

merangkumi sulfur, nitrogen dan oksigen. Komposisi elemen-elemen dalam bitumen

adalah seperti berikut (Hasanan Bin Md. Nor, 2003):

Karbon, C : 82-88%

Hidrogen, H : 8-11%

Sulfur, S : 0-6%

Nitrogen, N : 0-1%

Oksigen, O : 0-2%

Meskipun terdiri dari unsur-unsur yang kompleks, bitumen biasanya

diklasifikasikan kepada dua komponen utama iaitu asfaltin dan maltin. Asfaltin boleh

didefinisikan sebagai bahan yang termendak apabila bitumen dicampurkan dengan

aliran parafin pada suhu rendah manakala maltin pula merupakan bahan baki dari bahan

yang terlarut. Maltin dibahagikan kepada tiga kategori iaitu tepu, aromatik dan damar

(Hasanan Bin Md. Nor, 2003).

Bitumen merupakan sejenis bahan yang terhasil dari penyulingan minyak

mentah. Manakala sepertimana lazim diketahui, minyak mentah berasal dari organisma

marin dan tumbuhan laut yang termendap bersama-sama lumpur dan serpihan batuan di

dasar laut. Setelah berjuta tahun, bahan-bahan termendap tadi akhirnya membentuk

lapisan setinggi ratusan meter yang mana lapisan terbawah bertukar menjadi batuan

sedimen. Suhu tinggi dari kerak bumi, tekanan dari lapisan atas sedimen serta

tindakbalas bakteria dan pembedilan radioaktif kemudiannya menyebabkan berlaku

penukaran organisma dan tumbuhan laut kepada minyak mentah berhidrokarbon.

Minyak mentah ini berada di antara lapisan batuan dan tertolak ke permukaan bumi

menerusi rongga batuan yang poros. Walaubagaimanapun, kebanyakan minyak dan

gas yang terhasil tertahan di antara lapisan batuan tidak telap dan membentuk telaga

minyak (Hasanan Bin Md. Nor, 2003).

Bitumen mengandungi juzuk bukan logam seperti gas, cecair, separuh pepejal

atau pepejal. Unsur-unsur kimia yang terkandung di dalam bitumen ialah karbon,

hidrogen, sulfur, nitrogen dan oksigen. Bitumen diperolehi dari proses penyulingan

berperingkat minyak mentah. Sebagai contoh, bitumen meliputi hidrokarbon

semulajadi dan sisa atau baki yang diperoleh dari proses penyulingan minyak mentah.

Oleh itu, tar tidak dikatakan sebagai bitumen.

2.10 Bahan Tambah

Terdapat pelbagai jenis bahan tambah yang digunakan dalam campuran

berbitumen yang antara lain bertujuan untuk memperbaiki sifat bitumen (Rosliza Bt

Mohamad, 2003). Selain itu, bahan tambah juga bertujuan untuk mengurangkan

penggunaan bitumen dalam campuran turapan tanpa mengurangkan sifat campuran

berbitumen tersebut. Antara bahan tambah yang popular dalam pembinaan turapan

jalan raya adalah habuk kayu (Imtiaz Bt Ahmed, 1992), simen Portland (Sharifah Nurul

Bin Syed Khairuddin, 2000), getah cair (M. Murali A/L Murugaya, 2001), bahan-bahan

kelapa sawit (Hasanan Bin Md. Nor, 2003) dan serat kelapa sawit (Rosliza Bt

Mohamad, 2003) dan (Fadzlia Bt Mohd Zaki, 2003). Walaubagaimanapun, serat kelapa

sawit dilihat sebagai antara bahan yang berpotensi untuk dikembangkan penggunaannya

dalam turapan jalan raya di negara ini memandangkan bekalan sawit yang banyak serta

berkembangnya bidang R&D terhadap potensi kelapa sawit yang giat dijalankan dewasa

ini. Namun demikian, adalah sukar untuk menilai keupayaan dan kelebihan setiap

bahan tambah yang disyorkan secara ujian makmal, oleh itu ujian tapak adalah perlu

dilakukan bagi menilai keupayaan dan kesan bahan tambah tersebut terhadap kualiti dan

prestasi turapan. Terrel dan Epps telah mengklasifikasikan bahan tambah kepada

sepuluh kategori iaitu bahan pengisi (kapur, simen Portland, sulfur), agen anti tanggal

(kapur, amines), getah (getah semulajadi, getah sintetik), plastik (polyethylene,

polypropylene, Ethyl-vinyl-acetate (EVA), polyvinyl chloride (PVC)), kombinasi

polimer, fiber (semulajadi dan buatan manusia), oksida (garam magnesium) anti-oksida

(karbon dan garam kalsium) dan hidrokarbon (minyak yang dikitar dan dipulih semula,

asfal semulajadi dan mengeras). Walaubagaimanapun Haas et al, 1983 telah

menyingkirkan bahan-bahan seperti debu dan tetulang yang berpotensi menjejaskan

struktur campuran (Hasanan Bin Md. Nor, 2003). Tidak dinafikan setiap bahan tambah

memiliki kelebihan dan keunikan masing-masing dalam campuran turapan jalan raya.

2.11 Agen Penstabil

Agen penstabil adalah antara unsur penting yang perlu ada di dalam campuran

bagi mengurangkan kesan lelehan pada bitumen (drain down) dari campuran terutama

sepanjang proses pengangkutan dan penurapan. Selain itu, agen penstabil juga perlu

bagi mengekalkan sifat homogen dalam campuran. Agen penstabil yang biasa

digunakan dalam campuran adalah serat selulosa atau serat mineral. Beberapa ujian

yang perlu dilakukan ke atas agen penstabil yang digunakan ialah Analisis Jaringan

Skrin (Mesh Screen Analysis), Ujian Kandungan Debu (Ash Content), Ujian pH, Ujian

Penyerapan Minyak dan Ujian Kandungan Lembapan. Selain itu, campuran yang

mengandungi agen penstabil yang dipilih juga perlu melepasi ujian lelehan lapisan

pengikat (Binder Drain Down Test). Pihak JKR telah mensyaratkan nilai minimum

yang dibenarkan adalah sebanyak 0.3% dari berat keseluruhan campuran seperti yang

dinyatakan dalam spesifikasi (JKR/SPJ/rev2005).

2.12 Kelapa Sawit

Penemuan kelapa sawit dalam sejarah kehidupan manusia telah bermula kira-

kira 5,000 tahun yang lalu di mana penggunaan minyaknya telah sebati sebagai bahan

makanan, perubatan dan juga di dalam perindustrian (Hasanan Bin Md. Nor, 2003).

Pokok kelapa sawit atau nama saitifiknya Elaeis Guineensis Jacq. telah dibawa masuk

ke Malaysia dari Afrika pada tahun 1987 (Pantzaris,1987). Tanaman ini pada mulanya

hanya di tanam sebagai tanaman hiasan di tepi-tepi jalan dan dianggap sebagai pokok

palma biasa yang kurang bernilai. Walaubagaimanapun, bermula pada tahun 1903,

kajian demi kajian telah dijalankan oleh Department of Agriculture in Malaysia

terhadap potensi tanaman ini dan akhirnya pada tahun 1950an, penanaman pokok

kelapa sawit telah dikembangkan secara besar-besaran sebagai tanaman dagangan yang

berpotensi dan sekaligus mengurangkan pergantungan terhadap getah dan kopi

(PORIM,1987). Tanaman ini kemudiannya telah dikomersialkan dan menjadi salah

satu tanaman dagangan yang penting dan menyumbang kepada sumber ekonomi negara

terutama dalam pertukaran dagangan asing (Azwyn Binti Abd Aziz, 2005).

Sehingga kini, jumlah keluasan penanaman kelapa sawit di negara ini adalah

melebihi 2.65 milion hektar serta menghasilkan kira-kira 8 milion tan minyak sawit

setahun. (Abdul Halim Hassan,1992).

2.9.2 Taksonomi Pokok Kelapa Sawit

Kelapa sawit termasuk tumbuhan pohon di mana tinggi sebatang pohon dewasa

dapat mencapai sehingga 24 meter. Bunga dan buahnya berupa tandan dan bercabang-

cabang. Buah sawit didapati dalam bentuk yang kecil, yang akan bertukar kepada

warna berwarna merah kehitaman apabila ianya masak. Isi buahnya adalah padat serta

mengandungi minyak. Minyak kelapa sawit merupakan produk utama yang dihasilkan

dari pokok kelapa sawit dan digunakan secara meluas sebagai bahan minyak masakan,

sabun dan lilin. Manakala hampasnya pula dapat dimanfaatkan sebagai salah satu bahan

pembuatan makanan ternakan ayam. Selain itu, tempurungnya juga dapat digunakan

sebagai bahan bakar dan arang.

Dari segi taksonomi, pokok kelapa sawit dikelaskan sebagai Coconeae dibawah

famili Palmae dan Genus Elaeis (Jacq). Famili Palmae mempunyai 28 genera di mana

26 darinya terdapat di Amerika Selatan, Cocos di Pantropika dan kebanyakannya

terdapat di Afrika. Spesis pokok kelapa sawit yang banyak terdapat di Malaysia adalah

dikenali sebagai Elaeis Guineensis Jacq. Perkataan Elaeis berasal dari bahasa Greek

Elaion yang bermaksud minyak manakala Guineensis merupakan sejenis pokok yang

terdapat di Amerika tetapi berasal dari kepulauan Guinea. Pada amnya Genus Elaiesis

mempunyai tiga spesis utama iaitu E.guineesis, E.odora dan E.oleifera (Said Bin

Ahmad, 1986). E.guineesis terdiri daripada beberapa variasi iaitu macrocarya, deli

dura, tenera dan pesifera. Kecuali macrocarya, ketiga-tiga variasi lain terdapat di

Malaysia. Variasi Tenera dihasilkan dari kacukan dua variasi iaitu dura dan pisitera

yang diasaskan oleh Reinnaert dan Vanderweyen. Manakala variasi deli dura pula

merupakan variasi terbanyak ditanam di negara ini sehingga tahun 1958 sebelum

Tenera mengambil alih tempatnya mulai tahun 1961 (Said Bin Ahmad, 1986).

2.9.2 Anatomi Serta Kompososi Pokok Kelapa Sawit

Kelapa sawit merupakan spesis monokotiledon yang mana memiliki batang

berbentuk sekunder, lurus serta tidak mempunyai dahan. Keratan rentasnya

menunjukkan pokok ini terdiri daripada lapisan korteks, zon peripheral dan zon tengah.

Lapisan korteks yang nipis memisahkan zon peripheral dari kulit. Lapisan ini

mengandungi sel-sel parenkima dan fibrous strand yang membentuk berkas vaskular.

Bahagian tengahnya pula mengambil kira-kira 80% daripada jumlah keluasan

keratan rentas, mengandungi lebih banyak sel-sel parenkima dan sedikit berkas vaskular

yang bertaburan. Bahagian luarnya yang terletak antara kulit dan zon tengah yang lebih

dikenali sebagi zon peripheral mengandungi lebih banyak berkas vaskular yang tersusun

mengikut bulatan seperti pokok palmae yang lain. Batang kelapa sawit ini tidak

mempunyai kambium yang menjadikan pertumbuhan diameternya tidak bergantung

kepada umur tanaman. Batang kelapa sawit ini juga mempunyai tisu-tisu bergentian

dan tegar kebanyakan terdapat di dalam kawasan floem pada sesuatu berkas vaskular.

Pada asasnya batang sawit ini bertindak sebagai penyokong, penyalur air dan baja selain

merupakan organ penyimpan makanan. Ini menyebabkan ia mempunyai banyak butiran

kanji serta silika. Batang sawit ini tergolong dalam pertumbuhan sekunder serta sifat

struktur kelapa sawit lebih mirip kepada pokok kayu berbanding dengan pokok dari

jenis konifer. Walaubagaimanapun, ia tetap mempunyai perbezaan yang memberi

kesan terhadap ciri serta kegunaan batang sawit berbanding dengan pokok yang lain

(Said Bin Ahmad, 1986).

2.9.4 Serat Kelapa Sawit

Buah kelapa sawit merupakan bahagian yang terpenting dalam penghasilan

minyak sawit. Buahnya berbentuk bujur dan bertandan. Minyak sawit dihasilkan

melalui proses pengekstrakan buah sawit (Said Bin Ahmad, 1986). Buah sawit akan

diekstrak bagi menghasilkan minyak sawit mentah. Bahagian luar buah sawit ini akan

distimkan bagi mematikan enzim dan memisahkan buah dari tandannya. Buah tersebut

kemudiannya dikeringkan di dalam mesin pengering untuk mengasingkan minyak sawit

dari buah dan diasingkan mengikut saiz yang tertentu (Hasanan Bin Md. Nor, 2003).

Serat sawit selama ini dianggap kurang bernilai dan hanya digunakan untuk menimbun

tanah dikebun-kebun. Selain itu, ada kalanya serat-serat ini dibiarkan begitu sahaja

sehingga menyebabkan bau busuk dan menjadi tempat pembiakan penyakit.

Namun dewasa ini, pelbagai kajian telah dilakukan dari masa ke semasa bagi

mengoptimumkan penggunaan pokok kelapa sawit memandangkan minyak yang

diperolehi hanyalah mengambil kira-kira 10% dari jumlah keseluruhan buangan biomas

dari kelapa sawit (Abdul Halim Hassan,1992). Serat kelapa sawit merupakan antara

komponen yang berpotensi untuk dikomersialkan penggunaannya memandangkan

beberapa ciri istimewa yang ada padanya. Menurut Dr Darnoko, peneliti kejuruteraan

dan pengolahan sisa sawit di Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) Medan, Indonesia,

tandan kosong sawit yang mempunyai sifat curah (bulky) dan kandungan air sekitar

65% boleh diolah dan dikomersialkan menjadi arang dan baja kompos. Selain itu,

tandan kosong sawit juga akan menghasilkan serat yang kuat dan boleh dimanfaatkan

untuk pelbagai industri. Untuk mendapatkan serat, tandan kosong sawit diproses untuk

mengeluarkan air, minyak, dan kotoran yang terkandung di dalamnya.

Menurut beliau, tandan kosong sawit tersebut kemudian diurai dengan

menggunakan mesin pengurai untuk memisahkan serat tandan kosong sawit dengan

komponen bukan serat seperti gabus, pati, dan kotoran. Setelah terurai, serat tandan

kosong sawit diayak untuk memisahkan serat panjang, pendek, dan debu yang

menempel.

Rajah 2.2 : Contoh serat kelapa sawit yang telah diproses

Kajian menunjukkan bahawa serat kelapa sawit juga berpotensi untuk dijadikan

bahan pemanas untuk menghasilkan stim selain serat kelapa sawit juga boleh dijadikan

abu untuk digunakan sebagai bahan penstabil. Serat kelapa sawit adalah berdiameter

lebih besar dan lebih kukuh dari serat kelapa serta memiliki kelenturan yang tinggi serta

amat berpotensi untuk dijadikan bahan tambah dalam pembinaan jalan raya. Serat buah

sawit kosong (EFB) jenis serat kelapa sawit yang paling kerap digunakan

memandangkan ia mempunyai kekuatan, fleksibel, kurang bertindak balas, mudah

diperolehi dan murah. (MPOB, 2000).

BAB III

METODOLOGI

3.1 Pengenalan

Bab ini menerangkan kaedah yang digunapakai bagi menilai kesan penggunaan

serat kelapa sawit mengikut saiz yang berbeza terhadap prestasi campuran Stone Mastic

Asphalt (SMA). Ujian makmal dijalankan bagi menentukan ciri-ciri Marshall ke atas

tiga saiz serat kelapa sawit yang berbeza (0.16mm, 1.25mm dan 3.5mm) bagi

campuran SMA20 yang menggunakan lapisan pengikat terubahsuai PG-76. Seterusnya

data yang diperolehi dari ujikaji direkod dan dianalisis. Akhir sekali kesimpulan dibuat

dengan mengambil kira keputusan ujikaji dan faktor-faktor yang berkaitan.

3.2 Proses Kajian

Bagi melancarkan perjalanan projek serta mencapai objektif seperti yang

diharapkan, proses kajian dijalankan mengikut urutan metodologi seperti yang

diringkaskan dalam rajah 3.1 berikut :

Pengenalpastian Masalah

Latarbelakang Bahan Campuran

Rajah 3.1 : Carta alir Proses Kajian

Ujian Makmal

Penyediaan Sampel

Analisis Keputusan Ujian Makmal

Kesimpulan Dan Cadangan

3.3 Penyediaan Bahan

Sebanyak tiga jenis campuran SMA20 akan disediakan iaitu campuran dengan

penambahan serat kelapa sawit bersaiz 0.16mm, 1.25mm dan 3.5mm. Bahan-bahan

utama yang digunakan bagi menghasilkan campuran in adalah agregat kasar dan halus,

bahan pengisi, bitumen terubahsuai PG-76 dan bahan tambah iaitu serat kelapa sawit.

Kesemua bahan yang akan digunakan dalam ujikaji ini mestilah mematuhi piawaian

yang telah ditetapkan berdasarkan spesifikasi JKR/SPJ/rev2005.

3.3.1 Agregat

Agregat yang digunakan untuk menghasilkan SMA20 adalah agregat kasar dan

halus yang diperolehi dari kuari Malaysian Rock Product Sdn. Bhd. (MRP) dengan saiz

19.0mm, 12.5mm, 9.5mm bagi agregat kasar dan saiz 4.75mm, 2.36mm, 0.6mm,

0.3mm dan 0.075mm bagi agregat halus. Ujian analisis ayakan perlu dilakukan ke atas

setiap agregat bagi mendapatkan taburan kandungan agregat kasar dan halus seperti

yang dikehendaki oleh spesifikasi JKR.

3.3.2 Bitumen

Bitumen yang digunakan adalah bitumen terubahsuai PG-76 yang diperolehi

dari simpanan di makmal Jalan Raya Universiti Teknologi Malaysia, Skudai, Johor.

Bitumen ini perlu dipanaskan pada suhu 175 oC agar dapat mencapai takat didih yang

diharapkan serta mengikat agregat spenuhnya. PG-76 merupakan gred yang digunakan

bagi bitumen polimer terubahsuai yang mempunyai suhu maksimum pada 760C bagi

turapan jalan. Spesifikasi JKR/SPJ/rev2005 menetapkan julat kandungan bitumen bagi

SMA20 adalah 5%-7%. Walaubagaimanapun, bagi ujikaji ini julat kandungan bitumen

ditetapkan sebagai 5.0%, 5.6%, 6.2% dan 6.8%.

3.3.3 Bahan Pengisi

Simen Portland Biasa(OPC) dan pan digunakan sebagai bahan pengisi bagi setiap

sampel ujikaji. Pembahagian nisbah bahan pengisi ditentukan dengan menetapkan

kandungan simen Portland sebanyak 2% dari jumlah jisim keseluruhan sampel

manakala jisim pan diambil sebagai baki dari jumlah agregat halus yang melepasi saiz

ayakan 0.075mm setelah ditolak kandungan OPC.

3.3.4 Serat kelapa sawit

Tiga saiz serat kelapa sawit yang digunakan dalam ujikaji ini adalah diperolehi dari

kilang pemprosesan kelapa sawit dengan saiz 0.16mm, 1.25mm dan 3.5mm. Proses

penghasilan serat kelapa sawit secara umumnya adalah seperti berikut:

i) Buah kelapa sawit dibawa dari ladang ke kilang untuk diproses.

ii) Buah kelapa sawit tersebut distimkan bagi mematikan enzim dan

memisahkan buah dari tandannya.

iii) Buah tersebut kemudiannya dikeringkan di dalam mesin pengeringan

untuk mengasingkan minyak sawit dari buah. Buah tersebut akan

diproses bagi menghasilkan serat.

iv) Serat terhasil dan diasingkan mengikut saiz yang tertentu.

3.4 Penyediaan Sampel Marshall

Berdasarkan spesifikasi JKR/SPJ/rev2005, empat spesimen perlu disediakan

bagi setiap campuran dengan kandungan bitumen 5% - 7% . Walaubagaimanapun bagi

ujikaji ini, hanya 3 spesimen yang disediakan bagi setiap saiz serat kelapa sawit yang

berbeza (0.16mm, 1.25mm dan 3.5mm). Peratus penggunaan bitumen pula ditetapkan

seperti berikut iaitu 5.0%, 5.6%, 6.2% dan 6.8%. Keseluruhannya ujikaji ini

memerlukan 36 sampel disediakan seperti yang diringkaskan dalam jadual di bawah.

Jadual 3.1 : Bilangan sampel yang digunakan.

Kandungan bitumen (%)

Serat kelapa sawit

0.16mm

Serat kelapa sawit

1.25mm

Serat kelapa sawit

3.5mm

5.0 3 3 3

5.6 3 3 3

6.2 3 3 3

6.8 3 3 3

3.4.1 Peralatan Bagi Menyediakan Sampel Marshall

Terdapat beberapa peralatan utama yang digunakan bagi menyediakan sampel yang

terdapat di Makmal Jalanraya dan Pengangkutan Universiti Teknologi Malaysia iaitu:

1) Mol acuan

2) Penukul mampatan

3) Alat penimbang

4) Kuali untuk menggoreng

5) Penggaul

6) Penyodok

7) Termometer

8) Oven

9) Corong besi

10) Penanggal sampel dari mol

3.4.2 Langkah-langkah Penyediaaan Sampel Marshall

Langkah-langkah penting bagi menyediakan sampel Marshall adalah

menyediakan campuran dan pemadatan. Setiap campuran yang direkabentuk bagi

ujikaji ini hendaklah mematuhi prosedur ujian Marshall seperti yang digariskan dalam

spesifikasi JKR/SPJ/rev2005 yang berikut :

a) Bahan-bahan untuk campuran SMA 20 disediakan iaitu gred agregat

terpilih melalui analisis ayakan, bitumen PG-76, bahan pengisi (simen

Portland) dan serat kelapa sawit 0.16mm, 1.25mm dan 3.5mm.

b) Spesimen terpadat disediakan mengikut peratus kandungan bitumen dan

saiz serat seperti yang telah ditetapkan. Agregat dan bitumen panas

digaul hingga sebati pada suhu bancuhan iaitu pada 175oC.

c) Campuran tersebut kemudiannya dimasukkan ke dalam acuan yang telah

dipanaskan dan kemudian dipadatkan pada suhu sekitar 160oC mengikut

bilangan hentaman 50 kali berdasarkan ASTM D 1559.

d) Seterusnya campuran disejukkan ke suhu bilik dan nilai spesifik graviti

pukal ditentukan berdasarkan ASTM D 2726.

e) Kestabilan dan aliran campuran ditentukan berdasarkan ASTM D 1559.

f) Seterusnya analisis spesifik graviti dan parameter lompang udara dibuat

bagi menentukan peratus kandungan lompang dalam agregat mineral

(VMA), peratus kandungan lompang udara dalam agregat terpadat terisi

bitumen(VFA) dan kandungan lompang udara dalam campuran

terpadat(VIM).

Bahan-bahan yang digunakan untuk menyediakan sampel dan menjalankan ujian

Marshall ditunjukkan pada Rajah 3.2, Rajah 3.3, Rajah 3.4 seperti di bawah.

Rajah 3.2 : Bitumen PG-76 yang digunakan di dalam campuran SMA 20

Rajah 3.3 : Agregat yang digunakan di dalam campuran SMA 20

Rajah 3.4 : Serat kelapa sawit yang digunakan di dalam campuran SMA 20

Rajah 3.5, 3.6, 3.7, 3.8 dan 3.9 menunjukkan proses penyediaan sampel Marshall

yang dijalankan di Makmal Pengangkutan dan Jalan Raya, Universiti Teknologi

Malaysia, Skudai, Johor. Setiap peralatan yang hendak digunakan mestilah berkeadaan

baik dan bersih bagi mengelakkan berlakunya ralat sewaktu penyediaan sampel.

Rajah 3.5 : Serat kelapa sawit di masukkan ke dalam kuali.

Rajah 3.6 : Bitumen PG-76 di masukkan ke dalam kuali.

Rajah 3.7 : Apabila suhu mencapai 175oC, campuran digaul sehingga sebati.

Rajah 3.8 : Apabila campuran telah sebati, ia kemudiannya dimasukkan ke dalam

mol yang telah dipanaskan

Rajah 3.9 : Mol yang terisi campuran akan dipadatkan menggunakan mesin

pemampat automatik apabila suhu menjadi 1600C.

3.5 Ujian Makmal

Ujian makmal dijalankan bagi memastikan campuran yang bakal digunakan

memenuhi spesifikasi yang telah ditetapkan oleh pihak JKR. Keputusan dari ujian

makmal yang dijalankan akan dianalisis dan digunakan bagi menilai hasil ujikaji.

Terdapat dua ujian makmal yang perlu dilakukan di dalam kajian ini iaitu Ujian Analisis

Ayakan dan Ujian Marshall.

3.5.1 Analisis Ayakan

Ayakan merupakan antara proses awal yang penting dalam penyediaan sampel

Marshall dan perlu dilakukan sebelum sesuatu campuran direkabentuk bagi

mendapatkan taburan kandungan agregat kasar dan halus seperti yang dikehendaki oleh

spesifikasi JKR/SPJ/rev2005. Analisis ayakan dijalankan dalam kajian ini adalah

bertujuan untuk menetukan taburan saiz butiran agregat bagi campuran SMA 20.

Prosedur bagi analisis ayakan dibuat berdasarkan kepada BS 13777 : Part 2: 1990. Saiz

yang diperlukan bagi SMA 20 adalah 19.0mm, 12.5mm, 9.5mm, 4.75mm, 2.36mm,

debu kuari dan simen Portland sebagai pengisi. Hasil dari analisis ayakan digunakan

bagi merekabentuk campuran.

3.5.2 Analisis Ujian Marshall

Ciri-ciri Marshall yang perlu ditentukan bagi setiap sampel campuran yang

dihasilkan adalah seperti berikut:

1) Graviti Tentu Pukal

2) Lompang Udara (VTM)

3) Lompang Terisi Bitumen (VFB)

4) Lompang dalam Campuran

5) Kestabilan

6) Aliran

3.5.2.1 Analisis Graviti Tentu Pukal Agregat

Ujian graviti tentu agregat adalah penting dan perlu dijalankan bagi setiap

sampel Marshall untuk menentukan kadar resapan air terhadap sesuatu agregat. Ujian

ini dilakukan ke atas semua saiz agregat yang digunakan iaitu saiz 19.0mm, 12.5mm,

9.5mm, 4.75mm dan debu kuari. Graviti tentu pukal ini dilakukan berpandukan

ASTMD 2726 dan hasil dari ujian ini akan digunakan untuk mendapatkan jumlah

isipadu dan lompang agregat dalam ujian Marshall. Berikut adalah persamaan bagi

menentukan graviti tentu pukal bagi agregat:

Graviti tentu pukal = ________________________________ Pers.

1

100

(A/SGA) + (B/SGB) + (C/SGC) + (D/SGD)

Di mana:

A + B + C + D = 100

3.5.2.2 Analisis Graviti Tentu Pukal Sampel

Persamaan yang digunakan bagi mendapatkan nilai graviti tentu pukal sampel

Marshall adalah seperti berikut:

Graviti Tentu Pukal = A / (B-C) Pers. 2

Di mana:

A = Jisim kering sampel di udara

B = Berat tepu sampel

C = Berat sampel di dalam air

3.5.2.3 Pengiraan Lompang Udara (VTM)

Lompang dalam campuran konrit berasfal merupakan isipadu udara di antara

agregat yang telah disaluti oleh simen asfal. Persamaan yang digunakan bagi

mendapatkan nilai VTM adalah seperti berikut:

% VTM = 100 - (G/H) x 100 Pers. 3

Di mana:

G = Graviti Tentu Pukal

H = Maksimum Teori Graviti Tentu

3.5.2.4 Pengiraan Lompang Terisi Bitumen (VFB)

Lompang terisi bitumen (VFB) merupakan peratus isipadu daripada lompang

dalam agregat yang diisi oleh bitumen. Berikut adalah persamaan yang perlu digunakan

bagi mendapatkan VFB:

% VFB = I x 100 Pers. 4

L

Di mana:

I = Isipadu bitumen

L = Isipadu rongga dalam udara

3.5.2.5 Pengiraan Analisis Kekukuhan

Nilai kekukuhan dianalisis berdasarkan kepada jumlah kestabilan dan aliran

yang diperolehi. Berikut merupakan persamaan yang digunapakai bagi mendapatkan

nilai kekukuhan:

Kekukuhan = Kestabilan (Kg) Pers. 5

Aliran (mm)

3.6 Analisis Data

Setelah ujian Marshall dijalankan, analisis data perlu dibuat dengan memplotkan

graf-graf bagi mendapatkan mendapatkan kandungan bitumen optimum. Dalam ujikaji

ini, kaedah yang digunapakai bagi menentukan nilai kandungan bitumen optimum

adalah seperti yang dianjurkan oleh National Asphalt Pavement Association (NAPA)

iaitu dengan mengambil nilai kandungan bitumen yang sepadan dengan nilai peratus

lompang udara (VTM) pada 4%. Setelah nilai kandungan bitumen optimum bagi setiap

campuran diperolehi, satu lagi set sampel perlu disediakan bagi setiap campuran dengan

niali kandungan bitumen optimum untuk membandingkan ciri-ciri Marshall di antara

setiap campuran.

Ujikaji ini menggunakan metodologi dalam penyediaan bahan dan kerja makmal

berdasarkan spesifikasi JKR/SPJ/rev2005. Namun begitu, hasil ujikaji yang diperolehi

adalah dibandingkan spesifikasi JKR/SPJ/1988 memandangkan spesifikasi

JKR/SPJ/rev2005 masih belum diiktiraf sepenuhnya serta terdapat beberapa parameter

Marshall didalam spesifikasi tersebut tidak diuji dalam kajian ini. Jadual dibawah

menunjukkan perbezaan bagi kedua-dua spesifikasi tersebut dari segi parameter dan had

yang dibenarkan.

Jadual 3.2 : Spesifikasi campuran konkrit berasfal mengikut JKR/SPJ/1988

Parameter

Lapisan Haus

Kestabilan (Stability) > 500 kg

Aliran (Flow) > 2.0 mm

Kekerasan (Stiffness) > 250 kg/mm

Lompang Udara (VTM) 3.0% – 5.0%

Lompang Terisi Bitumen (VFB) 75% – 85%

Jadual 3.3 : Spesifikasi campuran konkrit berasfal mengikut JKR/SPJ/rev2005

Parameter Lapisan Haus

Kestabilan (Stability) Minimum 6200 N

Aliran (Flow) 2.0 mm – 4.0 mm

Draindown Maksimum 0.3%

Lompang Udara (VTM) 3.0% – 4.0%

Lompang dalam Agregat Mineral (VMA) Minimum 17%

BAB IV

ANALISIS DAN PERBINCANGAN

4.1 Pengenalan

Data-data yang diperolehi hasil dari ujikaji makmal yang dijalankan ke atas

campuran SMA20 direkod dan dianalisis bagi mengenalpasti sejauh mana kesan

penambahan serat kelapa sawit mengikut saiz yang berbeza ke atas ciri-ciri Marshall.

Sebanyak tiga set campuran SMA20 digunakan dalam kajian ini berdasarkan tiga saiz

serat kelapa sawit yang berbeza iaitu 016mm, 1.25mm dan 3.5mm.

Ujian yang telah dijalankan ke atas setiap sampel adalah ujian analisis ayakan,

ujian graviti tentu dan juga ujian Marshall. Kesemua hasil ujikaji kemudiannya

dibandingkan dengan spesifikasi JKR/SPJ/1988 bagi menilai sama ada objektif ujikaji

ini tercapai atau sebaliknya.

Bab ini akan membincangkan dan menganalisis hasil yang diperolehi dari

ujikaji-ujikaji seperti berikut:

a) Penentuan Kandungan Agregat Berdasarkan Keputusan Analisis Ayakan

b) Penentuan Kandungan Bitumen dan Serat Kelapa Sawit

c) Penentuan Graviti Tentu Agregat dan Bitumen terubahsuai PG-76

d) Analisis Ujian Marshall

i) Campuran SMA20 dengan serat kelapa sawit 0.16mm

ii) Campuran SMA20 dengan serat kelapa sawit 1.25mm

iii) Campuran SMA20 dengan serat kelapa sawit 3.5mm

e) Penentuan Kandungan Bitumen Optimum bagi setiap campuran

4.3 Analisis Ayakan dan Campuran Agregat

Analisis ayakan dijalankan bertujuan untuk mendapatkan tabuaran kandungan

agregat kasar dan halus dalam sesuatu campuran reka bentuk. Had bagi saiz agregat

yang akan digunakan bagi SMA20 adalah berdasarkan Spesifikasi JKR/SPJ/Rev2005.

Nilai komposisi campuran rekabentuk adalah ditentukan berdasarkan nilai penengah

bagi saiz ayak daripada had spesifikasi yang telah ditetapkan. Nilai penengah dipilih

supaya pengagihan agregat dalam campuran untuk setiap apesimen menjadi sekata dan

seragam. Ia juga bertujuan untuk menghasilkan bentuk graf yang lebih baik serta

memudahkan proses menganalisis dan seterusnya memperolehi keputusan yang lebih

jitu.

Taburan kandungan agregat kasar dan halus yang diperolehi hasil dari analisis

ayakan adalah seperti dalam rajah dan jadual di bawah:

Analisis Ayakan

0102030405060708090

100

0.0 0.1 1.0 10.0 100.0

Saiz Ayakan, mm

Lulu

s, %

Had Atas Had Bawah Campuran SMA20

Rajah 4.1 : Graf semi-logaritma bagi analisis ayakan SMA20

Jadual 4.1 : Keputusan analisis ayakan

Saiz

Ayakan

Had

Spesifikasi

SMA 20

Agregat

melepasi

ayak (%)

Agregat

tertahan

(%)

Jisim

agregat

tertahan (%)

Kumulatif

agregat

tertahan (g)

19.0 100 100 0 0 0

12.5 85-95 93 7 7 84

9.5 65-75 70 23 30 360

4.75 20-28 24 46 76 912

2.36 16-24 20 4 80 960

0.60 12-16 14 6 86 1032

0.30 12-15 13 1 87 1044

0.075 8-10 9 4 91 1092

4.3.1 Pengiraan Analisis Ayakan

Peratusan dan jisim bagi agregat ditentukan dengan kaedah berikut:

i) Saiz ayakan bagi SMA20 ditentukan adalah berdasarkan spesifikasi

JKR/SPJ/rev2005 iaitu 19.0mm, 12.5mm,9.5mm bagi agregat kasar dan saiz

4.75mm,2.36mm,0.6mm,0.3mm dan 0.075mm bagi agregat halus.

ii) Nilai peratus agregat yang melepasi ayak diambil sebagai nilai penengah

dari had spesifikasi.

iii) Peratus agregat tertahan diperolehi dengan mengambil nilai 100% (nilai

permulaan) untuk menolak nilai peratus agregat yang melepasi ayak. Proses

ini diteruskan dengan menggunakan baki hasil tolak tadi untuk menolak nilai

peratus agregat yang melepasi ayak yang seterusnya sehingga akhir.

iv) Peratus agregat tertahan kumulatif adalah ditentukan dengan cara

menambah nilai agregat tertahan secara terkumpul.

v) Jisim agregat tertahan diperoleh dengan menetapkan jisim bagi sampel

sebagai 1200g dan didarabkan dengan peratus agregat tertahan kumulatif.

7 x 1200 = 84 g

100

vi) Pan merupakan agregat halus yang melepasi saiz ayakan 0.075mm dan

penentuan jisimnya dikira sebagai hasil tolak jisim sampel(1200g) dan jisim

kumulatif agregat tertahan pada 0.075mm. Contoh pengiraan adalah seperti

berikut:

1200gm – 1092gm = 108gm

Bagi mendapatkan jisim bahan pengisi (pan dan simen Portland) yang akan

digunakan bagi setiap sampel, analisis basuhan dijalankan ke atas agregat bagi

mendapatkan jisim pan yang terlekat pada agregat kasar. Analisis basuhan akan

mendapatkan perbezaan berat agregat sebelum dan selepas dibasuh.

Berat agregat sebelum dibasuh : 1034.1 gm

Berat agregat selepas dibasuh : 1014.1 gm

Maka, jumlah debu yang terlekat pada agregat : 1034.1 - 1014.1 = 20 gm

Oleh itu, jumlah jisim pan dan OPC yang perlu ditambah ke dalam setiap sampel adalah

dengan menolak nilai jisim yang diperlukan dengan jisim yang terlekat pada agregat

kasar iaitu:

Jisim bahan pengisi yang diperlukan : 108gm – 20gm = 88gm

Pembahagian jisim OPC dan pan berdasarkan spesifikasi JKR/SPJ/rev2005 adalah

seperti berikut:

OPC (min = 2%) = 2% x 1200gm = 24gm

Pan = 88gm – 24gm = 64gm

Maka jumlah berat agregat dan bahan pengisi bagi setiap sampel adalah:

1092gm + 88gm = 1180gm

4.3 Penentuan Kandungan Bitumen

Penentuan kandungan bitumen ditentukan dengan mengambil empat nilai dari

spesifikasi yang ditetapkan antara 5.0% hingga 7.0%. Ujian Marshall perlu dilakukan

bagi mendapatkan nilai kandungan bitumen optimum untuk setiap campuran. Bagi

ujikaji ini, nilai peratus bitumen yang dipilih adalah 5.0%, 5.6%, 6.2% dan 6.8%.

Jadual di bawah menunjukkan kandungan bitumen yang digunakan bagi setiap sampel

SMA20 dalam ujikaji.

Jadual 4.2 : Peratus Bitumen dan agregat mengikut sampel yang disediakan.

Peratus Bitumen (%)

Jisim Bitumen (g)

Jisim Agregat (g)

5.0 62.10 1180

5.6 70.00 1180

6.2 78.00 1180

6.8 86.09 1180

4.4 Penentuan Kandungan Serat Kelapa Sawit

Kandungan serat kelapa sawit yang digunakan dalam setiap sampel adalah

berdasarkan spesifikasi JKR/SPJ/rev2005 iaitu nilai minimum yang dibenarkan adalah

sebanyak 0.3% dari berat keseluruhan campuran. Jadual di bawah menunjukkan

kandungan bitumen yang digunakan bagi setiap sampel SMA20 dalam ujikaji.

Jadual 4.3 : Peratus serat kelapa sawit mengikut bilangan sampel yang disediakan.

Bitumen

(%)

Serat Sawit

(0.3%)

Bil Sampel

(serat 0.16mm)

Bil Sampel

(serat 1.25mm)

Bil Sampel

(serat 3.5mm)

5.0 3.73gm 3 3 3

5.6 3.75gm 3 3 3

6.2 3.80gm 3 3 3

6.8 3.77gm 3 3 3

4.5 Keputusan Reka Bentuk Campuran SMA20

Setelah kandungan agregat, bitumen dan bahan tambah bagi campuran SMA20

ditentukan, maka campuran akan direkabentuk bagi menghasilkan sampel campuran

mengikut kaedah Marshall. Jadual berikut menunjukkan keputusan rekabentuk jisim

bahan-bahan dalam campuran SMA20:

Jadual 4.4 : Keputusan Rekabentuk bagi setiap campuran SMA20.

Bitumen

(gm)

Serat Sawit

(0.3%)

Agregat

(gm)

Bahan Pengisi

(gm)

62.10 3.73gm 1092 88

70.00 3.75gm 1092 88

78.00 3.80gm 1092 88

86.09 3.77gm 1092 88

4.6 Graviti Tentu Agregat

Graviti Tentu Agregat merupakan analisis penting yang perlu ditentukan bagi

setiap ujian Marshall. Tujuan penentuan graviti tentu adalah untuk menentukan kadar

resapan air terhadap sesuatu jenis agregat serta jumlah air yang terkandung dalam

agregat tersebut. Nilai graviti tentu pukal akan digunakan untuk pengiraan

mendapatkan peratus lompang campuran (VTM) dalam spesimen yang dihasilkan.

4.6.1 Graviti Tentu Pukal Agregat Kasar dan Agregat Halus

Bagi ujikaji ini, nilai graviti tentu bagi agregat kasar dan agregat halus diambil

dari data ujikaji makmal yang dijalankan oleh pelajar lain. Jadual di bawah

menunjukkan nilai graviti tentu agregat kasar dan agregat halus yang digunakan dalam

ujikaji ini bagi menghasilkan campuran SMA20.

Jadual 4.5 : Nilai graviti tentu pukal bagi agregat yang digunakan.

Bil Agregat Graviti Tentu

1 Kasar 2.57

2 Halus 2.517

3 Pukal 2.569

4.6.2 Graviti Tentu Bitumen

Ketumpatan bandingan bagi bitumen terubahsuai PG76 yang digunakan bagi

ujikaji ini adalah 1.03g/sm3 menurut sumber Dr. Mohd Rosli Hainin.

4.7 Analisis Ujian Marshall

Ujian Marshall dijalankan ke atas tiga jenis campuran berdasarkan kandungan

serat kelapa sawit yang berbeza iaitu pada 016mm, 1.25mm dan 3.5mm bagi

mendapatkan kandungan bitumen optimum setiap campuran. Seterusnya nilai

kandungan bitumen optimum tersebut akan digunapakai dalam campuran berikutnya

bagi mengenalpasti parameter Marshall seperti di bawah:

a) Ketumpatan (Density) atau Graviti Tentu Pukal (Bulk Spesific Gravity)

b) Kestabilan (Stability)

c) Aliran (Flow)

d) Peratus Lompang Dalam Campuran (VTM)

e) Peratus Lompang Terisis Bitumen (VFB)

f) Kekukuhan (Stiffness)

Nilai yang diperolehi dari ujian Marshall diisi dalam jadual Marshall seperti

yang ditunjukkan dalam Lampiran C manakala keputusannya diplot di atas graf yang

berasingan dan dibincangkan di dalam bab ini.

4.7.1 Hasil Ujian Marshall bagi Serat Kelapa Sawit 0.16mm

Rajah di bawah menunjukkan graf-graf yang diplot bagi mendapatkan nilai

kandungan bitumen optimum campuran dengan bahan tambah serat sawit saiz 0.16mm.

Kekukuhan

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

300.0

350.0

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0

Ka ndunga n B i t ume n, %

VTM

0.01.02.03.04.05.06.07.0

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0

Kandungan Bitumen, %

VTM

, %

Ketumpatan

2.250

2.260

2.270

2.280

2.290

2.300

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0


Ketu

mpa

tan,

Mg/

cu.m

Aliran

3

45

67

89

10

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0


Alira

n, m

m

Kestabilan

900

950

1000

1050

1100

1150

1200

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0


Kes

tabi

lan,

kg

VFB

50.055.060.065.070.075.080.085.090.095.0

100.0

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0

Kandungan Bi t umen, %

c) Aliran melawan Kandungan Bitumen

e) VFB melawan Kandungan Bitumen

b) Kestabilan melawan Kandungan Bitumen a) Ketumpatan melawan Kandungan Bitumen

d) VTM melawan Kandungan Bitumen

f) Kekukuhan melawan Kandungan Bitumen

Rajah 4.2 : Parameter Marshall bagi campuran SMA20 dengan serat sawit 0.16mm




VTM

012345678

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8

Bitumen Content

VTM

Ketumpatan

2.1

2.15

2.2

2.25

2.3

2.35

2.4

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8

kandungan Bitumen, %

Ketu

mpa

tan,

Mg/

cu.m

Kestabilan

900950

1000105011001150120012501300

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8


Kest

abila

n, k

gAliran

3456789

10

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8


Alira

n, m

m

VFB

50

60

70

80

90

100

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8


VFB,

%

Kekukuhan

130140150160170180190200

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8


Keku

kuha

n, k

g/m

m




f) Kekukuhan melawan Kandungan Bitumen e) VFB melawan Kandungan Bitumen





Ketumpatan

2.2

2.22

2.24

2.26

2.28

2.3

2.32

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8

Kandungan Bitumen. %

Ket

umpa

tan,

Mg/

cu.m

Kestabilan

900950

1000105011001150120012501300

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8


Kes

tabi

lan,

kg

Aliran

02468

101214

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8


Alir

an, m

m

VTM

012345678

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5


VTM

, %

VFB

50

60

70

80

90

100

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8


VFB

, %

Kekukuhan

50

100

150

200

250

300

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8


Kek

ukuh

an, k

g/m

m

d) VTM melawan Kandungan Bitumen c) Aliran melawan Kandungan Bitumen




4.8 Penentuan Kandungan Bitumen Optimum

Kandungan Bitumen Optimum bagi ketiga-tiga jenis campuran ditentukan

berdasarkan kaedah yang dianjurkan oleh National Asphalt Pavement Association

(NAPA) iaitu dengan merujuk kepada graf VTM melawan kandungan bitumen. Nilai

kandungan bitumen optimum (OBC) diambil pada nilai kandungan bitumen yang

sepadan dengan nilai VTM pada 4%. Nilai VTM pada 4% merupakan nilai peratus

lompang dalam campuran yang membenarkan aliran bitumen berlaku di dalam

campuran. Jadual di bawah menunjukkan nilai kandungan bitumen optimum yang

diperolehi bagi setiap campuran.

Jadual 4.6 : Nilai kandungan bitumen optimum bagi setiap campuran.

Bil Saiz Serat Kelapa Sawit

(mm)

Kandungan Bitumen

Optimum (%)

Kandungan

Bitumen Optimum

(gm)

1 0.16mm 5.5% 68.7gm

2 1.25mm 5.57% 69.7gm

3 3.50mm 5.6% 70.0gm

Hasil dari analisis keputusan yang dijalankan menunjukkan wujudnya

peningkatan yang seragam bagi nilai kandungan bitumen optimum ke atas setiap

campuran dengan bertambahnya saiz serat yang digunakan. Situasi ini menunjukkan

saiz serat kelapa sawit memberi pengaruh ke atas penggunaan bitumen dalam sesebuah

campuran. Semakin besar saiz serat yang digunakan menyebabkan nilai kandungan

bitumen optimum semakin bertambah, sekaligus menunjukkan bahawa serat yang lebih

besar akan menyerap bitumen di dalam sesuatu campuran serta menjadikannya kurang

ekonomi. Serat yang lebih kecil iaitu 0.16mm adalah lebih ekonomi untuk digunakan

sebagai bahan tambah di dalam campuran SMA 20 ini.

4.9 Analisis Campuran SMA20 pada Kandungan Bitumen Optimum

Setelah nilai kandungan bitumen optimum bagi setiap campuran diperolehi, satu

lagi set sampel perlu disediakan bagi setiap campuran untuk mendapatkan ciri-ciri

Marshall. Hasil tersebut merupakan data yang paling penting dalam ujikaji ini yang

perlu dianalisis dan dibandingkan dengan spesifikasi JKR/SPJ/1988 bagi mengenalpasti

sejauh mana kesan bahan tambah serat kelapa sawit mengikut saiz yang berbeza ke atas

campuran SMA 20. Keputusan ujian Marshall bagi ketiga-tiga campuran SMA 20

dengan bahan tambah serat kelapa sawit mengikut saiz 0.16mm, 1.25mm dan 3.5mm

telah diringkaskan seperti dalam jadual di bawah.

Jadual 4.7 : Nilai kandungan bitumen optimum bagi setiap campuran.

Sifat

Marshall SMA 20 dengan Serat

0.16mm

SMA 20 dengan Serat

1.25mm

SMA 20 dengan Serat

3.5mm

Spesifikasi JKR/SPJ/1988

Keputusan

Kandungan

Bitumen Optimum (%)

5.5% 5.57% 5.6% - -

2.285 2.284 2.279 - - Ketumpatan

(g/sm3)

Kestabilan (kg)

1101 1243 1082 > 500 Lulus

Aliran (mm) 7.1 6.8 4.9 > 2.0 Lulus

Kekukuhan (kg/mm)

155 183 219 > 250 Gagal

VTM (%) 3.7 3.9 3.9 3.0 – 5.0 Lulus

VFB (%) 77 7 76 75 – 85 Lulus

Analisis telah dijalankan ke atas jadual di atas bagi membandingkan keputusan

ujian Marshall yang diperolehi bagi setiap campuran serta membandingkannya dengan

had spesifikasi yang telah ditetapkan. Beberapa parameter penting yang diambilkira di

dalam perbandingan keputusan ujikaji ini adalah seperti ketumpatan, kestabilan, aliran,

peratus lompang udara (VTM), peratus lompang terisi bitumen(VFB) dan kekukuhan.

Hasil dari analisis akan digunakan bagi mengenalpasti sejauh mana objektif yang telah

digariskan sebelum berjaya dicapai.

a) Ketumpatan

Hasil dari ujikaji yang dijalankan ke atas kesemua sampel telah memberikan

nilai bagi ketumpatan setiap jenis campuran yang disediakan iaitu campuran dengan

saiz 0.16mm, 1..25mm, 3.5mm. Bagi campuran SMA 20 dengan bahan tambah serat

kelapa sawit bersaiz 0.16mm pada nilai kandungan bitumen optimum 5.5%, nilai

ketumpatan yang diperolehi adalah sebanyak 2.285 g/sm3. Manakala nilai ketumpatan

bagi campuran SMA 20 dengan serat bersaiz 1.25mm pada kandungan bitumen

optimum 5.57 pula adalah 2.284 g/sm3. Seterusnya ketumpatan bagi campuran dengan

serat bersaiz 3.5mm adalah bersamaan 2.279 g/sm3 pada nilai kandungan bitumen

optimum 5.6%. Nilai ketumpatan didapati berkurang apabila saiz serat yang digunakan

semakin besar menunjukkan serat yang besar adalah lebih sukar untuk dipadatkan serta

lebih longgar dan menyebabkan agregat-agregat tidak dapat melekat dengan baik antara

satu sama lain walaupun telah dikenakan hentaman oleh pemadat automatik. Terdapat

juga kemungkinan berlakunya pengsingan antara agregat dan serat kelapa sawit semasa

spesimen dimasukkan ke dalam acuan untuk dipadatkan. Jika ketinggian sampel

diukur, didapati sampel yang menggunakan serat bersaiz 3.5mm adalah lebih tinggi

berbanding dengan sampel yang menggunakan serat yang lebih kecil.

b) Kestabilan

Nilai kestabilan menunjukkan nilai beban maksimum yang boleh ditanggung oleh

sesebuah sampel sebelum gagal. Campuran SMA 20 dengan bahan tambah serat kelapa

sawit yang paling minimum iaitu 0.16mm memberikan nilai kestabilan 1101 kg. Nilai

kestabilan yang paling maksimum adalah bagi campuran dengan serat bersaiz 1.25mm

iaitu 1243 kg. Manakala campuran dengan serat yang paling besar iaitu 3.5mm pula

memberikan nilai kestabilan yang paling rendah iaitu 1082 kg. Walaubagaimanapun

ketiga-tiga jenis campuran tersebut telah melepasi had yang ditetapkan oleh spesifikasi

JKR/SPJ/1988 iaitu lebih besar dari 500 kg. Keputusan ujikaji ini menunjukkan saiz

serat yang digunakan akan mempengaruhi nilai kestabilan bagi sesuatu campuran di

mana saiz yang paling kecil (0.16mm) dan saiz yang paling besar (3.5mm) akan

memberikan bacaan kestabilan yang lebih rendah. Fenomena ini menjelaskan bahawa

campuran SMA memerlukan saiz serat yang pertengahan bagi mengikat agregat-agregat

dengan baik dan menjadikan kedudukan agregat lebih stabil sekiranya ditindaki beban

lalulintas yang tinggi.

c) Aliran

Aliran merupakan antara parameter yang diukur dalam ujian Marshall di mana ia

menunjukkan sejauh mana sesuatu campuran itu boleh berubah bentuk disebabkan

beban lalulintas yang diterima. Nilai aliran yang tinggi menunjukkan sampel telah

mengalami perubahan bentuk yang besar sebelum mengalami kegagalan. Keputusan

ujikaji memberikan bacaan aliran yang tinggi iaitu 7.1mm bagi campuran dengan serat

kelapa sawit yang paling kecil 0.16mm berbanding saiz-saiz yang lebih besar.

Campuran SMA20 dengan serat bersaiz 1.25mm ialah memberikan nilai aliran 6.8mm

manakala nilai aliran bagi campuran dengan serat bersaiz 3.5mm adalah 4.9mm. Ini

menunjukkan campuran dengan saiz serat kelapa sawit yang paling minimum akan

mengalami ubahbentuk yang paling maksimum. Namun ketiga-tiga jenis campuran

tersebut masih melepasi had yang ditetapkan oleh spesifikasi iaitu 2.0mm. Nilai aliran

yang tinggi berbading spesifikasi boleh menyebabkan jalan raya mudah mengalami

ubah bentuk seperti lekukan manakala nilai yang terlalu rendah dan menghampiri syarat

minimum spesifikasi pula akan menyebabkan jalanraya mudah mengalami keretakan

akibat tekanan suhu dan beban lalulintas.

d) Kekukuhan

Nilai kekukuhan mempunyai kaitan secara langsung dengan kestabilan dan aliran di

mana keputusan kekukuhan diperolehi dari hasil bahagi antara kestabilan dan aliran di

dalam jadual Marshall. Hasil dari ujikaji yang dijalankan menunjukkan saiz serat yang

paling kecil akan memberikan nilai kekukuhan yang paling minimum. Nilai kekukuhan

akan bertambah seiring dengan pertambahan saiz serat. Walaubagaimanapun, ketiga-

tiga nilai kekukuhan yang diperolehi tidak melepasi syarat minimum yang ditetapkan

oleh spesifikasi iaitu 250 kg/mm. Meskipun nilai kekukuhan tidak terlibat dalam

penentuan kandungan bitumen optimum, ia tetap penting dalam rekabentuk jalan raya

bagi mengenalpasti keupayaan turapan yang dihasilkan di bawah tindakan beban

lalulintas yang tinggi. Keputusan ini menunjukkan bahawa serat kelapa sawit yang

halus akan mengurangkan keupayaan campuran untuk menahan beban tanpa mengalami

ubah bentuk yang besar. Sebaliknya semakin besar saiz serat yang digunakan akan

menambahkan keupayaan campuran menahan beban tanpa perubahan bentuk yang

besar. Kegagalan setiap campuran memberikan nilai kekukuhan yang diharapkan

mungkin juga disebabkan beberapa faktor luaran antaranya ralat yang berlaku semasa

bacaan nilai kestabilan dan aliran diambil. Keadaan ini mungkin berlaku

memandangkan nilai bacaan diambil berdasarkan penilaian individu terhadap perubahan

pergerakan jarum pada meter bacaan alat penguji kestabilan aliran dan aliran.

e) Peratus Lompang Udara (VTM)

Peratus lompang udara (VTM) bagi kesemua campuran yang diuji adalah menepati

syarat julat spesifikasi yang ditetapkan oleh pihak JKR iaitu nilai peratus di antara 3.0%

hingga 5.0%. Lompang udara dalam sesuatu campuran diukur bagi mendapatkan

jumlah isipadu poket udara kecil di antara agregat yang disalut dalam satu campuran

bitumen. Nilai peratus lompang bagi campuran dengan bahan tambah serat kelapa

sawit bersaiz 0.16mm adalah 3.7% dan nilai ini semakin meningkat menjadi 3.9% bagi

campuran dengan bahan tambah serat kelapa sawit pada saiz 1.25mm dan 3.5mm.

Ketiga-tiga nilai yang diperolehi adalah berada pada julat yang diharapkan dan keadaan

ini mungkin disebabkan beberapa faktor antaranya suhu campuran sewaktu pemadatan

adalah terkawal iaitu sekitar 1600c bagi setiap campuran. Suhu sewaktu pemadatan

adalah penting dan perlu dikawal agar tidak terlalu tinggi atau terlalu rendah dari nilai

yang ditetapkan. Sekiranya suhu pemadatan terlalu tinggi, sampel akan menjadi terlalu

padat dan mengurangkan nilai peratus lompang udara di dalam campuran. Sebaliknya

sekiranya suhu campuran yang terlalu rendah pula akan menyebabkan nilai peratus

lompang bertambah.

f) Peratus Lompang Terisi Bitumen (VFB)

Nilai peratus lompang terisi bitumen (VFB) digunakan untuk mengukur peratus

isipadu daripada ruang lompang di antara agregat dalam satu spesimen terpadat yang

mengandungi isipadu bitumen yang tidak diserat oleh agregat. Nilai peratus yang

ditetapkan oleh spesifikasi JKR/SPJ/1988 adalah 75% hingga 85% bagi sesuatu

campuran. Ketiga-tiga campuran yang diuji memberikan nilai peratus yang berada

didalam julat yang ditetapkan namun menghampiri nilai minimum yang dibenarkan.

Keadaan ini mungkin disebabkan struktur serat kelapa sawit yang berongga

menyebabkan ia menyerap sebahagian dari kuantiti bitumen yang digunakan dan

mengurangkan peratus lompang terisi bitumen di dalam campuran. Analisis keputusan

di antara ketiga-tiga campuran menunjukkan semakin besar saiz serat yang digunakan

akan mengurangkan nilai peratus lompang terisi bitumen di dalam campuran. Bagi

campuran dengan serat kelapa sawit 0.16mm, nilai VFB yang diperolehi adalah 77%

manakala bagi campuran dengan serat bersaiz 1.25mm dan 3.5mm pula memberikan

nilai lompang terisi bitumen sebanyak 76%.

4.10 Perbincangan Hasil Kajian

Ujian Marshall yang dijalankan telah memberikan keputusan seperti yang

dibincangkan di atas. Terdapat beberapa faktor yang mungkin mempengaruhi hasil

ujian makmal yang dijalankan. Faktor-faktor tersebut adalah sperti berikut:

a) Ralat semasa mengambil bacaan

Ralat sewaktu mengambil bacaan merupakan faktor utama yang boleh menjejaskan

bacaan yang diambil. Risiko berlakunya ralat bacaan di dalam ujikaji ini adalah

sewaktu mengambil bacaan bagi alat untuk menguji kestabilan dan aliran bagi sampel.

Ralat mungkin berlaku semasa mengambil bacaan disebabkan tumpuan yang diberikan

adalah tidak seratus peratus terhadap meter bacaan dan juga disebabkan kesilapan

sewaktu menentukan kadar pusingan meter bagi mengambil bacaan kestabilan. Selain

itu, sekiranya terdapat julat perbezaan yang besar di antara data setiap sampel bagi

mendapatkan nilai kandungan bitumen optimum, ia akan menjejaskan keseluruhan nilai

parameter yang dihitung memandangkan nilai purata yang akan digunakan bagi setiap

campuran. Ralat berlaku mungkin juga disebabkan kelalaian sewaktu menjalankan

ujikaji makmal dan perkara ini seharusnya dielakkan bagi memperolehi keputusan yang

lebih jitu pada-masa akan datang.

b) Sifat serat kelapa sawit

Serat kelapa sawit mempunyai struktur yang berongga dan ia mudah menyerap

lembapan. Oleh itu, terdapat kemungkinan serat yang digunakan menyerap bitumen di

dalam campuran serta menjejaskan hasil keputusan. Namun sifat ini agak baik bagi

mengurangkan berlakunya lelehan di dalam campuran serta ia mampu mengikat agregat

dan bitumen di dalam campuran. Faktor serat yang disimpan terlalu lama juga

memberikan kesan ke atas keputusan ujikaji kerana terdapat kebarangkalian berlakunya

perubahan terhadap sifat semulajadi serat. Serat yang digunakan di dalam ujikaji ini

diperolehi dari simpanan di Makmal Pengangkutan dan Jalanraya Universiti Teknologi

Malaysia, Skudai, Johor yang mungkin sudah disimpan pada suatu tempoh yang agak

lama. Serat ini diperolehi dari pihak Malaysian Palm Oil Board (MPOB) yang terletak

di Kajang, Selangor.

c) Kondisi peralatan yang tidak memuaskan

Faktor lain yang akan mempengaruhi keputusan ujikaji yang dijalankan adalah

faktor kondisi peralatan yang digunakan adalah tidak begitu memuaskan. Terdapat

beberapa peralatan bagi menjalankan ujian Marshall yang mengalami kerosakan serta

tidak dapat berfungsi dengan baik sewaktu kerja-kerja makmal dijalankan. Antaranya

ialah peralatan untuk menguji kestabilan dan aliran bagi sampel campuran. Keadaan ini

sekaligus menjejaskan keputusan ujikaji yang dijalankan. Selain itu, faktor penggunaan

peralatan yang terlalu kerap juga sedikit sebanyak mempengaruhi hasil ujikaji yang

dijalankan memandangkan bilangan pelajar yang menjalankan ujian makmal adalah

ramai pada satu-satu masa. Penggunaan peralatan secara berjadual perlu dilakukan bagi

memastikan peralatan yang akan digunakan berada pada kondisi yang memuaskan

sebelum ujian makmal dijalankan.

4.11 Masalah Sewaktu Ujikaji

Sepanjang ujikaji ini dijalankan, terdapat beberapa masalah yang timbul

terutamanya sewaktu menjalankan prosedur Marshall di makmal. Antara masalah

utama yang berlaku adalah:

a) Memerlukan masa yang lama untuk menyiapkan satu-satu proses

sepanjang prosedur ujikaji makmal dan ujian Marshall dijalankan kerana

terpaksa bergilir-gilir menggunakan peralatan memandangkan bilangan

peralatan adalah terhad.

b) Serat yang digunakan adalah sangat kecil terutamanya serat bersaiz

0.16mm dan sukar untuk dikawal kuantitinya kerana terdapat risiko serat

tersebut melekat pada bekas yang digunakan dan sekaligus

mengurangkan jumlah yang dimasukkan ke dalam campuran.

c) Serat kelapa sawit yang digunakan mungkin sudah agak lama serta

mengandungi banyak habuk dan menjejaskan kuantiti serat yang

dimasukkan ke dalam campuran.

d) Kesukaran untuk menyediakan bitumen PG-76 kerana bitumen jenis ini

memiliki tahap didih yang amat tinggi iaitu pada 1750C. Oleh itu,

bitumen ini adalah sangat keras ketika berada pada suhu bilik dan

menyebabkan ia sukar untuk dipotong untuk dipanaskan sebelum

digunakan.

d) Saiz agregat yang tidak begitu seragam terutamanya agregat kasar yang

digunakan di dalam ujikaji ini menyebabkan hasil ujikaji menjadi tidak

begitu konsisten antara setiap sampel yang disediakan.

4.12 Rumusan

Hasil dari analisis yang dijalankan ke atas kesemua parameter Marshall bagi

setiap campuran dengan bahan tambah serat kelapa sawit yang berbeza iaitu 0.16mm,

1.25mm dan 3.5mm pada nilai kandungan bitumen optimum masing-masing

memberikan keputusan yang baik bagi parameter-parameter ketumpatan, kestabilan,

aliran, kekukuhan, peratus lompang udara dan peratus lompang terisi bitumen. Namun

keputusan ujian Marshall bagi ujikaji ini tidak begitu memberansangkan

memandangkan masih terdapat satu parameter iaitu kekukuhan yang tidak menepati had

spesifikasi yang dibenarkan.

BAB V

KESIMPULAN DAN CADANGAN

5.1 Pengenalan

Kajian yang dijalankan adalah bertujuan untuk mengetahui kesan penambahan

serat kelapa sawit mengikut saiz yang berbeza ke atas campuran SMA20 terutama

terhadap ciri-ciri Marshall serta melihat kesesuaiannya sebagai bahan turapan jalan raya

yang baru. Kajian-kajian terdahulu telah mengkaji dan menguji keberkesanan serat

kelapa sawit di dalam pelbagai bahan kejuruteraan awam sama ada bahan struktur atau

bahan jalan raya, namun kajian terhadap kesan penambahannya berdasarkan saiz yang

berbeza ke dalam campuran Stone Mastic Asphalt (SMA) belum pernah dilakukan sama

ada secara teori mahupun secara ujian makmal. Oleh itu, adalah diharapkan ujikaji

yang dijalankan ini akan membuka dimensi baru dalam bidang kejuruteraan jalan raya

di negara ini serta meningkatkan kepelbagaian penggunaan serat kelapa sawit dalam

bahan kejuruteraan jalanraya khususnya dan bidang kejuruteraan awam amnya.

5.4 Kesimpulan Hasil Kajian

Beberapa objektif telah ditetapkan dalam kajian ini seperti yang telah dijelaskan

di dalam bab yang terdahulu. Bab ini akan membandingkan kesimpulan dari ujikaji

yang telah dijalankan dengan objektif yang telah disasarkan bagi menilai prestasi

campuran SMA 20 dengan bahan tambah serat kelapa sawit mengikut saiz yang berbeza

(0.16mm, 1.25mm dan 3.5mm) melalui kaedah Marshall. Beberapa kesimpulan yang

diperolehi hasil dai ujikaji yang dijalankan adalah seperti berikut:

i) Ujikaji yang dijalankan menunjukkan campuran SMA20 dengan bahan

tambah serat kelapa sawit memberikan keputusan yang memuaskan bagi

lima parameter ujian Marshall seperti ketumpatan, kestabilan, aliran,

kekukuhan, peratus lompang udara (VTM) dan peratus lompang terisi

bitumen (VFB) tetapi gagal dalam satu lagi parameter iaitu kekukuhan.

ii) Keputusan ini menunjukkan serat kelapa sawit tidak sesuai digunakan

sebagai bahan tambah di dalam campuran haus SMA20 kerana ia gagal

memenuhi kesemua parameter yang telah ditetapkan oleh spesifikasi

JKR/SPJ/1988.

iii) Hasil ujikaji ini juga menunjukkan bahawa saiz serat kelapa sawit tidak

memberikan pengaruh yang besar ke atas campuran SMA20 memandangkan

tidak terdapat satu-satu saiz tertentu yang memonopoli semua keputusan

ujian Marshall yang dijalankan kerana setiap saiz yang digunakan

memberikan keputusan yang baik bagi sesuatu parameter tetapi tidak bagi

parameter yang lain.

5.5 Cadangan Kajian Masa Hadapan

Penggunaan bahan tambah ke dalam campuran bahan turapan jalan raya

merupakan salah satu kaedah yang diamalkan bagi mengurangkan kebergantungan

bahan turapan kepada bitumen serta pada masa yang sama diharapkan dapat

meningkatkan prestasi turapan.

Secara keseluruhannya kajian ini mempunyai potensi untuk dikembangkan

kepada kajian yang lebih serius dan lebih menyeluruh. Terdapat beberapa cadangan

yang dirasakan perlu diambil perhatian bagi meningkatkan kualiti hasil turapan ke arah

yang lebih baik antaranya seperti berikut:

a) Menggunakan serat kelapa sawit dari bahagian yang berbeza seperti

tandan dan batang kelapa sawit kerana ia lebih kasar dan kuat.

b) Menggunakan peratus serat kelapa sawit yang lebih tinggi atau

mencampurkan beberapa saiz yang tertentu di dalam sampel campuran.

c) Menggunakan bahan semulajadi yang lain seperti habuk kayu, sekam

padi, getah cair dan sebagainya sebagai bahan tambah di dalam

campuran.

d) Menyediakan lebih banyak sampel bagi satu-satu ujian yang dijalankan

bagi mendapatkan keputusan yang lebih tepat.

RUJUKAN

Abdul Halim Hassan (1992). “Recent Developments in the Malaysian Palm Oil

Industry” European Palm Oil Symposium.

Arni Shahrina Bt Shaharum, “Penggunaan Sabut Kelapa Sebagai Bahan Tambah

Campuran Konkrit Asfal Lapisan Haus -Marshall”, UTM Skudai : Tesis

Azwyn Binti Abd Aziz (2005). “Penggunaan Batang Kelapa Sawit Sebagai Anggota

struktur” UTM: Tesis

Che Ros Bin Ismai, Mohd. Rosli Bin Hainin dan Othman Bin Che Puan (2000) “Nota

Kuliah Kejuruteraan Jalanraya dan Lalulintas”, UTM

Fritz, H.W and Eustacchio. E (1990). “Mechanical Tests for Bituminous Mixes

(Characterization, Design and Quality Control)” London, New York, Tokyo,

Melbourn, Madras: Chapman and Hall. 172-181.

Haas, R.C.G., et al. (1983) “The Role of Additives in asphalt Paving Technology”

Proceedings of The Association of The Asphalt Paving Technologists. Vol. 54,

pp. 91-117

Hasanan Bin Md. Nor (2003), “Penggunaan Bahan-bahan Kelapa Sawit Dalam

Campuran Konkrit Asfalt”, UTM Skudai : Tesis PhD

Jabatan Kerja Raya. Standard Spesifikasi for Road Works. JKR/SPJ/1988 , Jabatan

Kerja Raya, Malaysia.

Jabatan Kerja Raya. Standard Spesifikasi for Road Works. JKR/SPJ/rev2005, Jabatan

Kerja Raya, Malaysia.

JTG Richardson, “Stone Mastic Asphalt in The UK” Presented at SCI Lecture Papers

Series. Tarmac Quarry Products Ltd, UK.

Lembaga Minyak Sawit Malaysia (MPOB), Kementerian Asas Tani Malaysia, 2000.

Pantzaris, T.P (1987). “Pocketbook of Palm Oil Uses” Institut Kajian Minyak Sawit Malaysia.

Per Ullidtz, “Pavement Analysis” Institute Of Roads, Transport And Town Planning,

The Technical University Of Denmark, Lyngby, Denmark.

PORIM (1987). Institut Kajian Minyak Sawit Malaysia, Kementerian Industri Asas

Tani, Malaysia. Penerbitan Adabi Sdn. Bhd. Kuala Lumpur.

Rosliza Bt Mohamad (2003), “Penggunaan Serat Kelapa Sawit Sebagai Bahan tambah

Dalam Campuran Konkrit Asfalt lapisan Pengikat – Kesan Ke atas Ciri-ciri

Marshall ”, UTM, Skudai : Tesis

Said Bin Ahmad (1986). “Determination of Physical and Mechanical Properties of Oil

Palm Trunk” Bach. Eng. Thesis, University Putra Malaysia.

Salihudin Hassim, Rohimah Khoiriyah Harahap, Ratnasamy Muniandy, Mohd. Razali

Abd. Kadir and Ahmad Rodzi Mahmud, “Cost Comparison between Stone

Mastic Asphalt and Asphalt Concrete Wearing Course” Department of Civil

Engineering, Faculty of Engineering, University Putra Malaysia, 43400 Serdang,

Selangor, Malaysia.

Susanne Obert, “Predicting The Performance of Stone Mastic Asphalt” Presented at

the Young Researchers Forum, SCI, London, UK, Highway Engineering

Research Group, University of Ulster, UK. Held on 27 April 2000

Terrel, R.L. and Epps J.A (1988), “Using Additive and Modifiers in Hot Mix Asphalt”

National Asphalt Pavement Association Quality Improvement Series 114.

Lampiran A-1 : Keputusan Penentuan Penggredan Bagi SMA20

Bil

Saiz

Ayakan

SMA 20

Melepasi

ayakan (%)

Tertahan

(%)

Tertahan

Kum (%)

Jisim

Tertahan

1 19.0 100 100 0 0 0

2 12.5 85-95 93 7 7 84

3 9.5 65-75 70 23 30 360

4 4.75 20-28 24 46 76 912

5 2.36 16-24 20 4 80 960

6 0.60 12-16 14 6 86 1032

7 0.30 12-15 13 1 87 1044

8 0.075 8-10 9 4 91 1092

Lampiran A-2 : Graf semi-logaritma bagi analisis ayakan SMA20

Analisis Ayakan

0102030405060708090

100

0.0 0.1 1.0 10.0 100.0

Saiz Ayakan, mm

Lulu

s, %

Had Atas Had Bawah Campuran SMA20

Lampiran B-1

Contoh pengiraan bagi mendapatkan kandungan bitumen terubahsuai PG-76 adalah

seperti berikut:

Kandungan bitumen 5.0%

= Wbit

W bit + 1180

0.05 Wbit + 0.05(1180) = Wbit

59 = Wbit – 0.05Wbit

59 = 0.95 Wbit

W = 62.10gmbit

Lampiran B-2 Contoh pengiraan bagi mendapatkan kandungan serat kelapa sawit adalah seperti

berikut:

Bitumen 5.0% : 62.10 + 1180 = 1242.10gm

Serat kelapa sawit : 0.3% x 1242.10 = 3.73gm

Lampiran B-3 : Keputusan Rekabentuk bagi setiap campuran SMA20.

Bitumen

(gm)

Serat Sawit

(0.3%)

Agregat

(gm)

Bahan Pengisi

(gm)

62.10 3.73gm 1092 88

70.00 3.75gm 1092 88

78.00 3.80gm 1092 88

86.09 3.77gm 1092 88

Lampiran D-1 : Graf Keputusan Ujian Marshall bagi Campuran SMA20

dengan Serat Kelapa Sawit 0.16mm

Kekukuhan

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

300.0

350.0

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0

Ka ndunga n B i t ume n, %

VTM

0.01.02.03.04.05.06.07.0

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0


VTM

, %

Ketumpatan

2.250

2.260

2.270

2.280

2.290

2.300

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0


Ketu

mpa

tan,

Mg/

cu.m

Aliran

3

45

67

89

10

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0


Alira

n, m

m

Kestabilan

900

950

1000

1050

1100

1150

1200

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0


Kes

tabi

lan,

kg

VFB

50.055.060.065.070.075.080.085.090.095.0

100.0

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0

Kandungan Bi t umen, %


e) VFB melawan Kandungan Bitumen


a) Ketumpatan melawan Kandungan Bitumen b) Kestabilan melawan Kandungan Bitumen

f) Kekukuhan melawan Kandungan Bitumen



VTM

012345678

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8

Bitumen Content

VTM

Ketumpatan

2.1

2.15

2.2

2.25

2.3

2.35

2.4

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8

kandungan Bitumen, %

Ketu

mpa

tan,

Mg/

cu.m

Kestabilan

900950

1000105011001150120012501300

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8


Kest

abila

n, k

g

Aliran

3456789

10

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8


Alira

n, m

m

VFB

50

60

70

80

90

100

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8


VFB,

%

Kekukuhan

130140150160170180190200

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8


Keku

kuha

n, k

g/m

m







Ketumpatan

2.2

2.22

2.24

2.26

2.28

2.3

2.32

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8

Kandungan Bitumen. %

Ket

umpa

tan,

Mg/

cu.m

Kestabilan

900950

1000105011001150120012501300

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8


Kes

tabi

lan,

kg

Aliran

02468

101214

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8


Alir

an, m

m

VTM

012345678

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5


VTM

, %

VFB

50

60

70

80

90

100

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8


VFB

, %

Kekukuhan

50

100

150

200

250

300

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8


Kek

ukuh

an, k

g/m

m

d) VTM melawan Kandungan Bitumen c) Aliran melawan Kandungan Bitumen



Lampiran F-1 : Keputusan keseluruhan parameter Marshall campuran SMA 20

dengan serat kelapa sawit 0.16mm

Sifat Marshall SMA 20 dengan

Serat Kelapa Sawit 0.16mm

Spesifikasi JKR/SPJ/1988

Keputusan

Kandungan

Bitumen Optimum (%)

5.5% - -

Ketumpatan

(g/sm2.285 - -

2)

Kestabilan (kg) 1101 > 500 Lulus

Aliran (mm) 7.1 > 2.0 Lulus

Kekukuhan (kg/mm)

155 > 250 Gagal

Lompang Dalam

Campuran (%)

3.7 3.0 – 5.0 Lulus

Lompang Terisi

Bitumen (%) 77 75 – 85 Lulus



Sifat Marshall

SMA 20 dengan

Serat Kelapa Sawit 1.25mm

Spesifikasi

JKR/SPJ/1988

Keputusan

Kandungan Bitumen

Optimum (%)

5.57%

-

-

Ketumpatan (g/sm2)

2.284

-

-

Kestabilan (kg) 1243

> 500

Lulus

Aliran (mm)

6.8

> 2.0

Lulus

Kekukuhan (kg/mm)

183

> 250

Gagal

Lompang Dalam

Campuran (%)

3.9

3.0 – 5.0

Lulus

Lompang Terisi Bitumen (%)

76

75 – 85

Lulus



Sifat Marshall

SMA 20 dengan Serat Kelapa Sawit

3.5mm

Spesifikasi

JKR/SPJ/1988

Keputusan

Kandungan Bitumen

Optimum (%)

5.6%

-

-

Ketumpatan (g/sm2)

2.279

-

-

Kestabilan (kg) 1082

> 500

Lulus

Aliran (mm)

4.9

> 2.0

Lulus

Kekukuhan (kg/mm)

219

> 250

Gagal

Lompang Dalam

Campuran (%)

3.9

3.0 – 5.0

Lulus

Lompang Terisi Bitumen (%)

76

75 – 85

Lulus

JUDUL : PENILAIAN TERHADAP PRESTASI CAMPURAN STONE MASTIC ASPHALT MENGGUNAKAN SERAT KELAPA SAWIT

Documents