UJIAN LELASAN LOS ANGELES
ABSTRAK
Ujikaji ini adalah bertujuan untuk menentukan ketahanlasakan sesuatu agregat kasar ( dengan pengiraan kehilangan jisim agregat ). Sifat ketahanlasakan bagi sesuatu agregat adalah penting bagi menentukan kesesuaiannya dalam penggunaan sebagai salah satu komponen dalam membuat turapan jalan raya.
Ujikaji dimulakan dengan menimbang jisim agregat yang bersaiz 9.5 mm,12.5 mm, 19.0 mm dan 25.0 mm ( Gred A ) dengan jisim yang telah ditetapkan. Kemudian bebola besi ditimbang sebanyak 5000 ± 25 g. Kedua-dua bebola dan agregat dimasukkan kedalam mesin Lelasan Los Angeles dimana mesin itu akan memutarkan sebanyak 500 pusingan selama 2 minit. Agregat selepas lelasan dikeluarkan dan ditimbang jisimnya. Selepas itu agregat yang telah ditimbang itu dimasukkan kedalam ayakan yang bersaiz 2.36 mm bagi mengasingkan agregat yang hancur dengan agregat yang tidak hancur. Kemudian agregat yang tertinggal pada ayakan 2.36 mm dibasuh dan agregat tersebut dibiarkan berada didalam oven selama 24 jam.
Ujikaji diulang dengan cara yang sama pada agregat bergred B. Dimana agregat yang diperlukan adalah agregat bersaiz 9.5 mm dan 12.5 mm dan jisim bebola besi yang ditetapkan ialah 4584 ± 25 g. Segala ralat yang timbul telah dibincangkan dalam bahagian perbincangan berserta langkah berjaga- jaga yang boleh dipertimbagkan untuk tujuan ujikaji pada masa akan datang.
OBJEKTIF / TUJUAN
Tujuan utama Ujian Lelasan Los Angeles ini dijalankan adalah untuk menguji kekerasan dan ketahanlasakan sesuatu aggregat. Ujikaji ini adalah penting dalam menentukan samada kualiti aggregat yang digunakan sesuai menjadi komponen-komponen jalan raya seperti lapisan asas (Base Course ) dan lapisan permukaan ( Surface Course ).
PENGENALAN
Seperti mana yang diketahui, jalan raya yang dibina adalah terdiri daripada beberapa jenis komponen yang berlainan. Pada kebiasaannya, komponen-komponen yang digunakan adalah terdiri daripada aggregat kasar, halus dan bahan pengikat.
Pada amnya, aggregat kasar merujuk kepada batuan yang bersaiz lebih besar daripada 4.75 mm; aggregat halus merupakan batuan yang bersaiz di antara 4.75-75 m m; bahan pengikat ialah bitumen dan asfalt. Oleh kerana aggregat merupakan asas kepada komponen turapan jalan raya maka kekuatan dan ketahan lasakan aggregat berupaya mempengaruhi atau menentukan kekuatan dan ketahanlasakan turapan jalan raya keseluruhannya.
Sememangnya, ciri kekerasan dan ketahanlasakan terhadap haus bagi aggregat juga amat penting supaya permukaan turapan tidak menjadi licin atau mudah terkakis apabila kenderaan melaluinya. Maka salah satu ujikaji yang boleh dijalankan untuk menguji sifat kekuatan dan ketahanlasakan aggregat ialah Ujian Lelasan Los Angeles.
TEORI
Penggunaan atau pemilihan sesuatu aggregat dalam kerja-kerja binaan khasnya pembinan jalan raya adalah bergantung kepada ciri-ciri yang terdapat pada agregat tersebut. Pada kebiasaannya, sumber asal agregat akan dikaji terlebih dahulu dalam penetuan penggunaan agregat itu. Sumber utama aggregat adalah terdiri daripaa kategori-kategori batuan seperti berikut.:
Batu Igneous
Batu Igneous terbentuk daripada hasil proses penyejukan batu molten dan berbentuk hablur. Pada amnya batu ini mempunyai kandungan kurang daripada 55% silika dan berwarna gelap, serta berketumpatan tinggi berbanding batu igneous berasid. Contohnya ialah seperti Granite, Basalt, Picite, Rhyolite dan sebagainya.
BATU SEDIMEN
Batu ini adalah terbentuk daripada fenomena seperti:
(i) Pemendapan (deeposition) tanah bersaiz kasar oleh air
(ii)Pemendapan tranah berbutir halus oleh udara.
Batuan dalam kategori ini terdiri daripada Alluvial, Kelikir, Batu Kapur, Batu Pasir dan sebagainya.
BATU METAMORFIK
Batu yang terdedah kepada alam sekitar yang bersuhu tinggi atau tekanan tinggi pada tahap tertentu yang menghasilakn mineral baru dan susunan struktur terbentuk. Batu metamorf ini terdiri daripada Kuarzt, bat Hijau (Green Stone) dan Phyllite.
Kesesuaian agregat sebagai bahan pembinaan jalan raya dapat ditafsirkan mengikut ASTM. Secara amnya, terdapat 3 jenis agregat yang diselidaikan sifat-sifat mekanikal dan ciri-ciri kimianya iaitu:
1.Sumber batu
2.Lapisan asas terpadat
3.Aggregat berkuari
Apabila pengelasan aggregat telah ditetapkan, ujian-ujian makmal dan in-situ boleh dilakukan bagi menentukan sifat-sifat mekanikal yang merangkumi:
1.Kekerasan
2.Kekuatan
3.Ketumpatan
4.Kebolehtelapan
5.Perubahan isipadu akibat perubahan suhu
6.Sifat terma dan sebagainya.
Sementara itu, pengujian atau penentuan sifat-sifat kimia adalah sepoerti berikut:-
1.Penghidratan
2.Pengkarbonatan
3.Pengoksidaan
4.Keaktifan Bertindakbalas dengan simen Portland.
Dalam ujikaji ini, sampel aggregat yang diuji merupakan sumber batuan granit yang mempunyai warna gelap berbintik-bintik.
Persaman yang digunakan untuk menentukan peratusan lelasan Los Angeles adalah seperti berikut:
Peratus lelasan Los Angeles = jisim sampel terhancur (Berbentuk serbuk ) X 100%
jisim sampel yang Diuji
PERALATAN DAN BAHAN
1.Mesin ayakan untuk aggregat
2.Ayakanbersaiz 37.5mm, 25.0mm, 19.0mm, 12.5mm, 9.5mm, 6.3mm, 4.75mm, 2.36mm,
1.7mm(No 12) dan dulang.
3.Agregat atau batu baur yang pelbagai saiz.
4.Bekas-bekas untuk mengisi agregat
5.Mesin penimbang elektronik dengan ketepatan 0.1 g
6.Penyodok
7.Mesin lelasan Los Angeles
8.Bebiji bebola ( pelbagai jisim ) yang secukupnya ( sekurangnya-kurangnya ) dengan
jumlah jisim 5000+25 g.
9.Oven
10.Berus besi
11.Pam angin
KAEDAH UJIKAJI
1.Ayakan agregat campur yang pelbagai saiz dangan mesin ayakan untuk mendapatkan jenis agregat dengan saiz tertentu iaitu 37.5 mm, 25.0 mm, 19.0 mm, 12.5 mm, 9.5 mm, 6.3 mm, 4.75 mm, 2.36 mm.
2.Timbangkan berat aggregat mengikut saiz . Dalam ujikaji ini, sampel agregat jenis Gred A dan B telah digunakan.
Gred A
(i)1250± 25 g agregat yang melepasi ayak saiz 37.5 mm dan tertahan pada ayak saiz 25.0
mm.
(ii)1250± 25g agregat jenis yang melepasi ayak saiz 25.0 mm dan tertahan pada ayak saiz
19.0 mm.
(iii)1250± 10 agregat jenis yang melepasi ayak saiz 19.0 mm dan tertahan pada ayak saiz
12.5 mm
(iv)1250± 10 g agregat jenis yang melepasi ayak saiz 12.5 mm dan tertahan pada ayak saiz
9.5 mm
Gred B
(i)2500± 10g agregat jenis yang melepasi ayak saiz 19.0mm(3/4 in) dan tertahan pada ayak
saiz 12.5 mm(1/2 in).
(ii)2500± 10g agregat jenis yang melepasi ayak saiz 12.5 (1/2in) dan tertahan pada ayak
saiz 9.5 mm(3/8in).
3.Keluarkan hasil ujian dan ayakan dengan ayak saiz 3.6.mm. Cucikan dengan air bagi
agregat yang tertahan pada ayak, kemudian keringkan aggregat tertahan tersebut di
dalam oven kepada suhu 220 -230oF (105-110 oC) selama 24 jam.
4.Selepas 24 jam, timbangkan berat aggregat kering dan dapatkan peratus perbezaan berat
agregat tertahan ini terhadap jumlah berat sampel ujian. Nilai peratus kehilangan berat
aggregat ini merupakan lelasan aggregat tersebut.
KEPUTUSAN, DATA DAN CONTOH PENGIRAAN
SAMPEL
|
Saiz aggregat (mm) |
Jisim aggregat sebelum dilelas, m1 (g) |
Jisim aggregat selepas dilelas, m2 (g) |
Jisim aggregat yang hilang, m3 (g) |
Peratus Lelasan Los Angeles ( % ) |
|
Telus |
Tertahan |
|||||
A Jisim Bebola = (5000± 25) |
9.5 |
12.5 |
1257.3 |
3690.4 |
1318.5 |
26.3 |
12.5 |
19.0 |
1250.9 |
||||
19.0 |
25.0 |
1250.4 |
||||
25.0 |
37.5 |
2500.4 |
||||
B Jisim Bebola = (4584± 25) |
9.5 |
12.5 |
2500.5 |
3449.7 |
1551.2 |
31.02 |
12.5 |
19.0 |
Jadual 1
PENGIRAAN :
Rumus / Persamaan untuk pengiraan peratus lelasan Los Angeles:
Peratus Kehilangan = Jisim agregat sebelum dilelas - Jisim agregat selepas dilelas X 100%
Jumlah jisim Agregat Sebelum Dilelas
= (M1 - M2 ) / M1 X 100%
Gred A
Peratus kehilangan = (5008.9 3690.4) / 5008.9 X 100%
= 26.32%
Maka, nilai lelasan sampel agregat untuk gred A ialah 26.32%
Gred B
Peratus kehilangan = (5000.9 3449.7) / 5000.9 X 100%
= 31.02%
Maka, nilai lelasan sampel agregat untuk gred B ialah 31.02%
PERBINCANGAN
Seperti mana yang diketahui, aggregat yang diperolehi dari sumber yang berlainan akan mempunyai ciri-ciri yang berbeza. Selain itu mekanisma aggregat juga akan bebrbeza diantara aggregat yang berlainan. Untuk menentukan agar aggregat yang mempunyai ciri yang sesuai sahaja dipilih, beberapa ujian terhadap aggregat perlu dijalankan. Ujian Lelasan Los Angeles ini merupakan salah satu ujian yang dijalankan untuk menguji dan mempastikan agar aggregat yang terbaik dan sesuai akan digunakan dalam sesuatu pembinaan.
Setelah ujian Lelasan Los Angeles ini dijalankan, keputusan ujikaji yang diperolehi memperlihatkan peratus kehilangan jisim akibat lelasan bagi sampel aggregat adalah seperti beriku ; untuk gred A 26.32% mankala untuk gred B pula ialah 31.02 %. Secara amnya, dapatlah disimpulkan bahawa kekuatan sampel-sampel aggregat mengikut gred masing-masing adalah
Gred A > Gred B
Sampel aggregat gred A adalah lebih kuat dari gred B kerana peratus kehilangannya lebih kecil berbanding dengan gred B. Ini mungkin disebabkan oleh kehadiran aggregat kasar di dalam sampel gred A iaitu aggregat bersaiz 37.5mm- 25.0mm dan aggregat bersaiz 25.0mm-19.0mm.
Dengan berpandukan carta analisis, sampel aggregat ini berkemungkinan besar ialah batu sedimen jenis Limestone atau Chert. Nilainya yang terletak dalam nilai perantaraan dalam carta tersebut memperlihatkan sampel aggregat yang diuji tidak mempunyai kekuatan dan ketahanlasakan yang amat baik tetapi sekadar biasa sahaja. Oleh yang demikian, sampel aggregat bergred A ini hanya sesuai untuk pembinaan jalan raya yang bermutubiasa sahaja.
Dalam pengajian kejuteraan pengangkutan, untuk membolehkan aggregat memainkan peranannya secara berkesan dalam turapan jalan raya, agregat itu mestilah mempunyai kekuatan dan ketahanlasakan yang secukupnya. Aggregat yang digunakan mestilah sekurang-kurangnya berupaya untuk menahan tindakan beban jentera berat seperti pengguling semasa kerja pembinaan dan juga menahan beban lalu lintas semasa jalan raya itu siap dibina. Jika tidak, jalan raya yang dibina akan pecah atau retak apabila ditindaki oleh beban yang senilai.
Selain daripada menanggung beban kenderaan dan menyalurkan beban ini dari permukaan jalan kepada lapisan-lapisan yang dibawahnya, fungsi utama aggregat kasar ialah memberi kestabilan kepada bancuhan asfalt dengan mewujudkan mekanisma saling kunci di antara aggregat tersebut. Oleh itu, selain daripada kekuatan dan kelasakan aggregat, bentuk dan tekstur permukaan aggregat juga memberikan sumbangan terhadap kestabilan turapan asfalt. Agregat yang baik ialah keras, bersegi dan mempunyai permukaan kasar.
Jika dikaji dari aspek keselamatan jalan raya, masalah kegelinciran merupakan masalah yang paling ketara. Secara amnya, rintangan terhadap gelinciran adalah bergantung kepada daya geseran antara tayar kenderaan dengan permukaan jalan dan bahan utama di dalam permukaan jalan raya yang memberikan rintangan kegelinciran ini adalah aggregat kasar. Maka, aggregat kasar yang mudah tergilap akan memberikan masalah kegelinciran sekiranya digunakan daalm lapisan permukaan. Ketahanan dan kekerasan aggregat terhadap haus bagi aggregat adalah penting supaya permukaan turapan tidak menjadi licin atau mudah terhakis apabila kenderaan melaluinya. Jadi, pengujian sesuatu aggregat sebelum penggunaannya amatlah penting bagi menjaga ciri-ciri keselamatan struktur pembinaan dan penggunaannya.
Di sini dapatlah disimpulkan bahawa sifat yang perlu ada pada sesuatu aggregat kasar yang digunakan dalam pembinaan khasnya penurapan jalan bukanlah terdiri daripada kekuatan dan ketahanlasakan sesuatu agregat sahaja, malahan bentuk tekstur permukaan serta ketahanan aggregat terhadap penggilapan juga amatlah mustahak. Ini disebabkan agregat yang tahan gilap akan memberikan kestabilan kepada turapan asfalt dan memberikan rintangan geseran terhadap anjakan. Selain daripada ujian lelasan Los Angeles ini, banyak lagi ujian aggregat yang perlu dilakukan untuk mempastikan agar aggregat yang sesuai dan terbaik dipilih untuk menghasilkan turapan asfalt yang bermutu di samping mengambilkira faktor kos pembinaan dan ciri-ciri keselamatan.
Sepanjang ujikaji lelasan Los Angeles ini dilakukan, pelbagai ralat ujikaji telah dikesan; ralat-ralat tersebut adalah seperti berikut:
1.Alat penimbang elektronik yang digunakan amat sensitif dan ini menyebabkan satu bacaan yang tetap sukar diperolehi. Ini sedikit sebanyak akan menjejaskan ujikaji.
2.Bilangan putaran drum telah melebihi had yang ditetapkan, iaitu melebihi 500 kali.
Kerosakan alat mengira automatik ini tidak disedari oleh ahli-ahli kumpulan dan
beranggapan bahawa putaran drum itu akan berhenti secara automatik apabila sampai ke
putaran ke-500 kali tetapi pada keadaan sebenarnya, hal ini tidak berlaku.
3.Agregat selepas diayak dengan saiz 1.7 mm ( No 12) perlu dituang masuk ke dalam
dulang atau bekas untuk proses pengeringan di dalam oven. ralat telah berlaku kerana
bukan semua agregat dapat dikeluarkan dari ayak dan tidak dapat ditanggalkan. ini
menyebabkan berat kering agregat yang ditimbang kurang tepat.
Berikut merupakan langkah-langkah berjaga yang dicadangkan untuk dipertimbangkan dalam ujikaji-ujikaji pada masa akan datang.
1.Semua proses penimbangan harus dilakukan dalam keadaan persekitaran yang tenang dan jauh daripada sebarang punca tiupan angin seperti kipas, penyaman udara dan tingkap. Ini membolehkan kita memperolehi satu bacaan yang tetap dan tepat.
2.Perhatian yang lebih perlu ditumpukan kepada bilangan putaran yang telah dilakukan
oleh mesin putaran dan putaran mesin mesti diberhentikan sebaik saja ia berputar 500
kali.
3.Tanggalkan agregat halus yang tersangkut pada jaringan ayak dengan penggosok atau
berus besi yang bersih. Tetapi sebelum itu, biarkan ayak dan agregat tersangkut yang
telah dicuci itu kering di dalam udara dahulu. Ini adalah bertujuan untuk mengalakkan
agregat basah terlekat pada penggosok dan tidak diambil dalam penimbangan.
KESIMPULAN
Secara keseluruhannya, ujian Lelasan Los Angeles ini telah berjaya dilakukan memandangkan objektif atau tujuan ujikaji ini telah dapat dicapai. Ujikaji ini agak ringkas dan mudah untuk dilakukan. Ini adalah disebabkan keseluruhan ujikaji ini cuma melibatkan lima proses yang penting sahaja, iaitu proses ayakan, penimbangan, ujian lelasan, pencucian dan pengeringan. Namun begitu, perhatian yang sepenuhnya perlu ditumpukan ketika menjalankan ujikaji ini supaya satu keputusan yang tepat dan jitu boleh diperolehi.
Daripada keputusan ujikaji yang diperolehi, dapati peratus kehilanagn lelasan bagi sampel gred A ialah 26.32% manakala bagi gred B pula ialah 31.02% gred.
BAHAN RUJIKAN
1.Clarkson H. Oglesby, "Highway Engineering Third Edition", John Wiley and
Sons,1975.
2.Harold N. Atkins, " Highway Materials, Soils and Concretes: Second Edition", Prentice-
Hall Company, 1983.