II.
TINJAUAN PUSTAKA
A. Campuran Beraspal Panas
Campuran beraspal adalah suatu kombinasi campuran antara agregat dan aspal. Dalam campuran beraspal, aspal berperan sebagai pengikat atau lem antar partikel agregat, dan agregat berperan sebagai tulangan. Sifat-sifat mekanis aspal dalam campuran beraspal diperoleh dari friksi dan kohesi dari bahan-bahan pembentuknya. Friksi agregat diperoleh dari ikatan antar butir agregat (interlocking), dan kekuatannya tergantung pada gradasi, tekstur permukaan, bentuk butiran dan ukuran agregat maksimum yang digunakan. Sedangkan sifat kohesinya diperoleh dari sifat-sifat aspal yang digunakan. Oleh sebab itu kinerja campuran beraspal sangat dipengaruhi oleh sifat-sifat agregat dan aspal serta sifat-sifat campuran padat yang sudah terbentuk dari kedua bahan tersebut. Perkerasan beraspal dengan kinerja yang sesuai dengan persyaratan tidak akan dapat diperoleh jika bahan yang digunakan tidak memenuhi syarat, meskipun peralatan dan metoda kerja yang digunakan telah sesuai.
Berdasarkan gradasinya campuran beraspal panas dibedakan dalam tiga jenis campuran, yaitu campuran beraspal bergradasi rapat, senjang dan terbuka. Tebal minimum penghamparan masing-masing campuran sangat tergantung
6 pada ukuran maksimum agregat yang digunakan. Tebal padat campuran beraspal harus lebih dari 2 kali ukuran butir agregat maksimum yang digunakan. Beberapa jenis campuran aspal panas yang umum digunakan di Indonesia antara lain :
AC (Asphalt Concrete) atau laston (lapis beton aspal)
HRS (Hot Rolled Sheet) atau lataston (lapis tipis beton aspal)
HRSS (Hot Rolled Sand Sheet) atau latasir (lapis tipis aspal pasir)
Laston (Lapis Aspal Beton) dapat dibedakan menjadi dua tergantung fungsinya pada konstruksi perkerasan jalan, yaitu untuk lapis permukan atau lapisan aus (AC-wearing course) dan untuk lapis pondasi (AC-base, ACbinder, ATB (Asphalt Treated Base). Lataston (HRS) juga dapat digunakan sebagai lapisan aus atau lapis pondasi. Latasir (HRSS) digunakan untuk lalulintas ringan (< 500.000 ESA).
B. Aspal
Aspal atau bitumen merupakan material yang berwarna hitam kecoklatan yang bersifat viskoelastis sehingga akan melunak dan mencair bila mendapat cukup pemanasan dan sebaliknya (Silvia Sukirman, 2003). Sifat viskoelastis inilah yang membuat aspal dapat menyelimuti dan menahan agregat tetap pada tempatnya selama proses produksi dan masa pelayanannya. Pada dasarnya aspal terbuat dari suatu rantai hidrokarbon yang disebut bitumen, oleh sebab itu aspal sering disebut material berbituminous.
Aspal merupakan suatu produk berbasis minyak yang merupakan turunan dari proses penyulingan minyak bumi, dan dikenal dengan nama aspal keras.
7 Selain itu, aspal juga terdapat di alam secara alamiah, aspal ini disebut aspal alam. Aspal modifikasi saat ini juga telah dikenal luas.
Aspal ini dibuat dengan menambahkan bahan tambah ke dalam aspal yang bertujuan untuk memperbaiki atau memodifikasi sifat rheologinya sehingga menghasilkan jenis aspal baru yang disebut aspal modifikasi. 1.
Aspal hasil destilasi Minyak mentah disuling dengan cara destilasi, yaitu suatu proses dimana berbagai fraksi dipisahkan dari minyak mentah tersebut. Proses destilasi ini disertai oleh kenaikan temperatur pemanasan minyak mentah tersebut. Pada setiap temperatur tertentu dari proses destilasi akan dihasilkan produk-produk berbasis minyak
2.
Aspal alam Aspal alam adalah aspal yang secara alamiah terjadi di alam. Berdasarkan depositnya aspal alam ini dikelompokan ke dalam 2 kelompok, yaitu : a. Aspal danau (lake asphalt) Aspal ini secara alamiah terdapat di danau Trinidad, Venezuella dan Lawele. Aspal ini terdiri dari bitumen, mineral dan bahan organik lainnya. Angka penetrasi dari aspal ini sangat rendah dan titik lembeknya sangat tinggi. Karena aspal ini sangat keras, dalam pemakaiannya aspal ini dicampur dengan aspal keras yang mempunyai angka penetrasi yang tinggi dengan perbandingan tertentu sehingga dihasilkan aspal dengan angka penetrasi yang diinginkan.
8 b. Aspal batu (rock asphalt) Aspal batu Kentucky dan Buton adalah aspal yang secara alamiah terdeposit di daerah Kentucky, USA dan di pulau Buton, Indonesia. Aspal dari deposit ini terbentuk dalam celah-celah batuan kapur dan batuan pasir. Aspal yang terkandung dalam batuan ini berkisar antara 12 - 35 % dari masa batu tersebut dan memiliki tingkat penetrasi antara 0 - 40. Untuk pemakaiannya, deposit ini harus ditambang terlebih dahulu, lalu aspalnya diekstraksi dan dicampur dengan minyak pelunak atau aspal keras dengan angka penetrasi yang lebih tinggi agar didapat suatu campuran aspal yang memiliki angka penetrasi sesuai dengan yang diinginkan. Pada saat ini aspal batu telah dikembangkan lebih lanjut, sehingga menghasilkan aspal batu dalam bentuk butiran partikel yang berukuran lebih kecil dari 1 mm dan dalam bentuk mastik. 3.
Aspal modifikasi Aspal modifikasi dibuat dengan mencampur aspal keras dengan suatu bahan tambah. Polymer adalah jenis bahan tambah yang banyak digunakan saat ini, sehingga aspal modifikasi sering disebut juga sebagai aspal polymer. Antara lain berdasarkan sifatnya, ada dua jenis bahan polymer yang biasanya digunakan untuk tujuan ini, yaitu polymer elastomer dan polymer plastomer. a.
Aspal polymer elastomer SBS (Styrene Butadine Styrene), SBR (Styrene Butadine Rubber), SIS (Styrene Isoprene Styrene) dan karet adalah jenis-jenis polymer
9 elastomer yang biasanya digunakan sebagai bahan pencampur aspal keras. Penambahan polymer jenis ini maksudkan untuk memperbaiki sifat-sifat rheologi aspal, antara lain penetrasi, kekentalan, titik lembek dan elastisitas aspal keras. Campuran beraspal yang dibuat dengan aspal polymer elastomer akan memiliki tingkat elastisitas yang lebih tinggi dari campuran beraspal yang dibuat dengan aspal keras. Persentase penambahan bahan tambah (additive) pada pembuatan aspal polymer harus ditentukan berdasarkan pengujian laboratorium karena penambahan bahan tambah sampai dengan batas tertentu memang dapat memperbaiki sifat-sifat rheologi aspal dan campuran
tetapi
penambahan
yang
berlebihan
justru
akan
memberikan pengaruh yang negatif. b.
Aspal polymer plastomer Seperti halnya dengan aspal polymer elastomer, penambahan bahan polymer plastomer pada aspal keras juga dimaksudkan untuk meningkatkan sifat rheologi baik pada aspal keras dan sifat sifik campuran beraspal. Jenis polymer plastomer yang telah banyak digunakan antara lain adalah EVA (Ethylene Vinyl Acetate), polypropilene dan polyethilene. Persentase penambahan polymer ini ke dalam aspal keras juga harus ditentukan berdasarkan pengujian laboratorium karena sampai dengan batas tertentu penambahan ini dapat memperbaiki sifat-sifat rheologi aspal dan campuran tetapi penambahan yang berlebihan justru akan memberikan pengaruh yang negatif.
10 C. Lapis Aspal Beton (Laston)
Lapis beton aspal (Laston) adalah suatu lapisan pada konstruksi jalan raya, yang terdiri dari campuran aspal keras dan agregat yang bergradasi menerus, dicampur, dihampar dan dipadatkan dalam keadaan panas pada suhu tertentu (Silvia Sukirman, 1999). Material agregatnya terdiri dari campuran agregat kasar, agregat halus dan filler yang bergradasi baik yang dicampur dengan penetration grade aspal. Laston dikenal pula dengan nama AC (Asphalt Concrete). Tebal nominal minimum Laston adalah 4 - 6 cm, sesuai fungsinya Laston mempunyai 3 macam campuran yaitu: 1.
Laston sebagai lapisan aus, dikenal dengan nama AC-WC (Asphalt Concrete-Wearing Course), dengan tebal nominal minimum adalah 4 cm.
2.
Laston sebagai lapisan pengikat, dikenal dengan nama AC-BC (Asphalt Concrete-Binder Course), dengan tebal nominal minimum adalah 5 cm.
3.
Laston sebagai lapisan pondasi, dikenal dengan nama AC-Base (Asphalt Concrete-Base), dengan tebal nominal minimum adalah 6 cm.
Lapisan aspal beton (laston) yang secara umum digunakan secara luas diberbagai negara dalah direncanakan untuk memperoleh kepadatan yang tinggi, nilai struktural tinggi dan kadar aspal yang rendah. Hal ini biasanya mengarah menjadi suatu bahan yang relatif kaku, sehingga konsekuensi ketahanan rendah dan keawetan yang terjadi rendah pula. Ketentuan tentang sifat-sifat campuran laston AC dapat dilihat pada Tabel 1.
11 Tabel 1. Ketentuan Sifat-Sifat Campuran Laston AC
Sifat Sifat Campuran Kadar Aspal Efektif (%) Penyerapan Aspal (%) Jumlah Tumbukan Perbidang Rongga Dalam Campuran (%)(2) Rongga Dalam Agregat (VMA)(%) Rongga Terisi Aspal (%) Stabilitas Marshall (Kg) Pelelehan (Mm) Marshall Quotient (Kg/Mm)
Laston Lapis antara Halus kasar 4,3 4,0 1,2
Lapis aus halus kasar 5,1 4,3 Max
112(1)
75 Min Max Min Min Min Max Min Min
3,5 5,0 14
15 65
Pondasi halus kasar 4,0 3,5
63 800 3 250
13 60 1800(1) 4,5(1) 300
Sumber: Direktorat jenderal Bina Marga Departemen Pekerjaan Umum Republik Indonesia, Spesifikasi Umum 2010 Divisi 6 Tabel 6.3.3.(1c)
D. Bahan Bahan Penyusun Perkerasan Jalan Bahan lapis aspal beton terdiri dari agregat kasar, agregat halus, filler dan aspal keras. Berikut bahan penyusun konstruksi perkerasan jalan yang digunakan: 1.
Agregat Agregat atau batu, atau granular material adalah material berbutir yang keras dan kompak. Istilah agregat mencakup antara lain batu bulat, batu pecah, abu batu, dan pasir. Agregat mempunyai peranan yang sangat penting dalam prasarana transportasi, khususnya dalam hal ini pada perkerasan jalan. Daya dukung perkerasan jalan ditentukan sebagian besar oleh karakteristik agregat yang digunakan. Pemilihan agregat yang tepat dan memenuhi persyaratan akan sangat menentukan dalam keberhasilan pembangunan atau pemeliharaan jalan.
12 Agregat sebagai komponen utama atau kerangka dari lapisan perkerasan jalan yaitu mengandung 90% – 95% agregat berdasarkan persentase berat atau 75% – 85% agregat berdasarkan persentase volume (Silvia Sukirman, 2003).
Pemilihan jenis agregat yang sesuai untuk digunakan pada konstruksi perkerasan dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu: gradasi, kekuatan, bentuk butir, tekstur permukaan, kelekatan terhadap aspal serta kebersihan dan sifat kimia. Jenis dan campuran agregat sangat mempengaruhi daya tahan atau stabilitas suatu perkerasan jalan. Berdasarkan ukuran butirannya aggregate dikelompokan
menjadi 3
(tiga), yaitu : a.
Agregat Kasar Agregat kasar yaitu batuan yang tertahan di saringan 2,36 mm, atau sama dengan saringan standar ASTM
No. 8. Dalam campuran
agregat - aspal, agregat kasar sangat penting dalam membentuk kinerja karena stabilitas dari campuran diperoleh dari interlocking antar agregat. Fungsi agregat kasar adalah untuk memberikan kekuatan pada campuran dan memperluas mortar, sehingga campuran menjadi lebih ekonomis. Selain memperkecil biaya, tingginya kandungan agregat kasar juga memberi keuntungan berupa meningkatkan tahanan gesek lapis perkerasan. Tingginya kandungan agregat kasar membuat lapis perkerasan lebih permeabel. Hal ini menyebabkan ronga udara meningkat, sehingga air mudah masuk dan menurunnya daya lekat bitumen, maka terjadinya pengelupasan
13 aspal dari batuan. Agregat kasar pada umumnya harus memenuhi persyaratan yang telah ditetapkan. Berikut ini adalah Tabel 2 yang berisi tentang ketentuan untuk agregat kasar. Tabel 2. Ketentuan Agregat Kasar Pengujian Kekekalan bentuk agregat terhadap larutan natrium dan magnesium sulfat Campuran AC bergradasi kasar Abrasi dengan mesin Los Angeles Semua jenis campuran aspal bergradasi lainnya
Standar
Nilai
SNI 3407:2008
Maks.12 % Maks. 30%
SNI 2417:2008
SNI 03-24391991 DoT’s Angularitas (kedalaman dari permukaan <10 cm) Pennsylvania Test Method, Angularitas (kedalaman dari permukaan ≥ 10 cm) PTM No.621 ASTM D4791 Partikel Pipih dan Lonjong Perbandingan 1 :5 SNI 03-4142Material lolos Ayakan No.200 1996 Sumber: Direktorat Jenderal Bina Marga Departemen Pekerjaan Umum Republik Indonesia, Spesifikasi Umum 2010 Divisi 6 Tabel 6.3.2.(1a) Kelekatan agregat terhadap aspal
b.
Maks. 40% Min. 95 % 95/90 1 80/75 1 Maks. 10 % Maks. 1 %
Agregat Halus Agregat halus yaitu batuan yang lolos saringan No. 8 (2,36 mm) dan tertahan pada saringan No. 200 (0,075 mm). Fungsi utama agregat halus adalah memberikan stabilitas dan mengurangi deformasi permanen dari campuran melalui interlocking dan gesekan antar partikel. Bahan ini dapat terdiri dari butiran-butiran batu pecah atau pasir alam atau campuran dari keduanya tertera pada Tabel 3.
14 Tabel 3. Ketentuan Agregat Halus Pengujian
Nilai setara pasir
Material Lolos Ayakan No. 200 Kadar Lempung Angularitas (kedalaman dari permukaan < 10 cm) Angularitas (kedalaman dari permukaan 10 cm)
Standar
SNI 03-4428-1997
SNI 03-4428-1997
Nilai Min 50% untuk SS, HRS dan AC bergradasi Halus Min 70% untuk AC bergradasi kasar Maks. 8%
SNI 3423 : 2008
Maks 1%
AASHTO TP-33 atau ASTM C1252-93
Min. 45 Min. 40
Sumber: Direktorat Jenderal Bina Marga Departemen Pekerjaan UmumRepublik Indonesia, Spesifikasi Umum 2010 Divisi 6 Tabel 6.3.2.(2a)
c.
Bahan Pengisi (Filler) Mineral pengisi (filler) yaitu material yang lolos saringan No.200 (0,075 mm). Filler dapat berfungsi untuk mengurangi jumlah rongga dalam campuran, namun demikian jumlah filler harus dibatasi pada suatu batas yang menguntungkan. Terlampau tinggi kadar filler cenderung menyebabkan campuran menjadi getas dan akibatnya akan mudah retak akibat beban lalu lintas, pada sisi lain kadar filler yang terlampau rendah menyebabkan campuran menjadi lembek pada temperatur yang relatif tinggi.
d.
Sifat Agregat Sifat agregat yang menentukan kualitasnya sebagai material perkerasan jalan adalah gradasi, kebersihan, kekerasan dan ketahanan agregat, bentuk butir, tekstur permukaan, porositas, kemampuan untuk menyerap air, berat jenis, dan daya pelekatan
15 dengan aspal (Silvia Sukirman, 2003). Adapun sifat agregat yang perlu diperiksa antara lain: 1) Gradasi seragam Gradasi seragam adalah gradasi agregat dengan ukuran yang hampir sama. Gradasi seragam disebut juga gradasi terbuka (open graded) karena hanya mengandung sedikit agregat halus sehingga terdapat banyak rongga atau ruang kosong antar agregat. 2) Gradasi rapat Gradasi rapat adalah gradasi agregat dimana terdapat butiran dari agregat kasar sampai halus, sehingga sering juga disebut gradasi menerus atau garadasi baik (well graded). Agregat dengan gradasi rapat akan menghasilkan lapis perkerasan dengan stabilitas tinggi, kedap air, dan berat volume besar. 3) Gradasi senjang Gradasi senjang adalah gradasi agregat dimana ukuran agregat yang ada tidak lengkap atau ada fraksi agregat yang tidak ada atau jumlahnya sedikit sekali. Campuran agregat dengan gradasi ini memiliki kualitas peralihan dari kedua gradasi yang disebut diatas.
16 Tabel 4. Gradasi Agregat untuk Campuran Aspal
Ukuran Ayakan (Inci) 11/2'' 1" 3/4'' 1/2'' 3/8'' No.4 No.8 No.16 No.30 No.50 No.100 No.200
(mm) 37,5 25 19 12.5 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
% Berat Yang Lolos LASTON (AC) Gradasi Halus AC-WC AC-BC AC-Base 100 100 90 - 100 100 90 – 100 73 - 90 90 - 100 74 – 90 61 - 79 72 - 90 64 – 82 47 - 67 54 - 69 47 – 64 39,5 - 50 39,1 - 53 34,6 – 49 30,8 - 37 31,6 - 40 28,3 – 38 24,1 - 28 23,1 - 30 20,7 – 28 17,6 - 22 15,5 – 22 13,7 – 20 11,4 - 16 9 – 15 4 – 13 4 - 10 4 – 10 4–8 3–6
AC-WC 100 90 - 100 72 - 90 43 - 63 28 - 39,1 19 - 25,6 13 - 19,1 9 - 15,5 6 – 13 4 - 10
Gradasi Kasar AC-BC AC-Base 100 100 90 - 100 90 - 100 73 - 90 71 - 90 55 - 76 58 - 80 45 - 66 37 - 56 28 - 39,5 23 - 34,6 19 - 26,8 15 - 22,3 12 - 18,1 10 - 16,7 7 - 13,6 7 - 13,7 5 - 11,4 5 - 11 4,5 - 9 4-8 3-7
Sumber: Direktorat Jenderal Bina Marga Departemen Pekerjaan Umum Republik Indonesia, Spesifikasi Umum 2010 Divisi 6 Tabel 6.3.2.3
2.
Bahan Pengisi (Filler) Mineral pengisi (filler) yaitu material yang lolos saringan No.200 (0,075 mm). Filler dapat berfungsi untuk mengurangi jumlah rongga dalam campuran, namun demikian jumlah filler harus dibatasi pada suatu batas yang menguntungkan. Terlampau tinggi kadar filler cenderung menyebabkan campuran menjadi getas dan akibatnya akan mudah retak akibat beban lalu lintas, pada sisi lain kadar filler yang terlampau rendah menyebabkan campuran menjadi lembek pada temperatur yang relatif tinggi.
E. Polyethylene Terephthalate (PET)
Polyethylene terephthalate (PET), merupakan suatu poliester termoplastik linier yang disintesis melalui esterifikasi asam tereftalat (TPA) dan etilen glikol (EG) atau dengan transesterifikasi dimetil tereftalat (DMT) dan EG.
17 Bahan tambahan adalah suatu bahan diluar bahan penyusun utama yang ditambahkan ke dalam suatu campuran untuk memperbaiki kinerja campuran tersebut. Dalam inovasi campuran ini menggunakan bahan tambahan Polyethyene prephtalate (PET).
PET adalah polimer sintetis termoplastik semi-kristal, yang memiliki umur panjang karena tahan terhadap biodegradasi dan sebagai hasilnya sejumlah besar limbah PET terakumulasi. Proses daur ulang fisik, mekanik dan kimia telah dikembangkan bahkan untuk skala industri. Daur ulang secara mekanik dan fisik mempunyai kelemahan, karena itu daur ulang kimia merupakan daur ulang yang menarik di dunia.
Menurut Mujiarto (2005), Polyethylene perephtalate yang sering disebut PET dengan rumus kimia (C10H8O3)n dibuat dari glikol (EG) dan terephtalic acid (TPA) atau dimetyl ester atau asam perepthalat (DMT). PET film bersifat jernih, kuat, liat, dimensinya stabil, tahan nyala api, tidak beracun, permeabilitas terhadap gas, aroma maupun air rendah. PET memiliki daya serap uap air yang rendah, demikian juga daya serap terhadap air. Penggunaan PET sangat luas antara lain untuk botol-botol untuk air mineral, soft drink, kemasan sirup, saus, selai, minyak makan. Botol minuman plastik yang beredar di Indonesia terbuat dari PET (Polyethilene Perepthalate), dapat dikenali dengan simbol angka 1 pada bagian dasar botol. PET memiliki berat jenis 1,38 g/cm3 (200C), titik leleh 2500 C, titik didih 3500C (terdekomposisi), modulus elastisitas 2800-3100 MPa, dan kuat tarik 55-75 MPa.
18 Penambahan Polypropylene (PP) juga memberikan tambahan kekuatan atau ketahanan (stabilitas) perkerasan jalan sebesar 46,7% pada penambahan sebesar 5% (10,876 KN) dibandingkan perkerasan jalan tanpa PP yang memiliki ketahanan/stabilitas sebesar 7,412 KN. Terjadi peningkatan angka stabilitas sebesar 58% pada penambahan serat polypropylene sebesar 0,3%, yakni dari 1541 kg menjadi 2108 kg.
Menurut Nugrohojati (2002), menjelaskan bahwa adanya plastik (PET) diyakini dapat meningkatkan kekakuan campuran. Dalam penelitiannya, dengan kadar campuran 0,3% pada kadar aspal 6,8% dan 7,3% menghasilkan nilai stabilitas yang lebih tinggi dari pada campuran dengan kadar additive 0,2% untuk kadar aspal yang sama.
F. Karakteristik Campuran Beraspal
Menurut Silvia Sukirman (2003), terdapat tujuh karakteristik campuran yang harus dimiliki oleh beton aspal adalah stabilitas, keawetan, kelenturan atau fleksibilitas, ketahanan terhadap kelelahan (fatique resistance), kekesatan permukaan atau ketahanan geser (skid resistance), kedap air dan kemudahan pelaksanaan (workability). Dibawah ini adalah penjelasan dari ketujuh karakteristik tersebut : 1.
Stabilitas adalah kemampuan perkerasan jalan menerima beban lalu lintas tanpa terjadi perubahan bentuk tetap seperti gelombang, alur dan bleeding. Kebutuhan akan stabilitas sebanding dengan fungsi jalan dan beban lalu lintas yang dilayani. Jalan yang melayani volume lalu lintas tinggi dan mayoritas kendaraan berat membutuhkan perkerasan jalan
19 dengan stabilitas tinggi. Faktor-faktor yang mempengaruhi nilai stabilitas beton aspal adalah : a. Gesekan internal yang dapat berasal dari kekasaran permukaan butirbutir agregat, luas bidang kontak antar butir atau bentuk butir, gradasi agregat, kepadatan campuran dan tebal film aspal. b. Kohesi yang merupakan gaya ikat aspal yang berasal dari daya lekatnya, sehingga mampu memelihara tekanan kontak antar butir agregat. 2.
Durabilitas lapis keras jalan adalah kemampuan untuk mencegah terjadinya
perubahan
pada
bitumen,
kehancuran
agregat,
dan
mengelupasnya selaput aspal pada batuan agregat. Faktor eksternal yang mempengaruhi durabilitas adalah cuaca, air, suhu udara dan keausan akibat gesekan dengan roda kendaraan. 3.
Kelenturan atau fleksibilitas adalah kemampuan beton aspal untuk menyesuaikan diri akibat penurunan (konsolidasi/settlement) dan pergerakan dari pondasi atau tanah dasar, tanpa terjadi retak. Penurunan terjadi akibat dari repetisi beban lalu lintas ataupun akibat beban sendiri tanah timbunan yang dibuat di atas tanah asli.
4.
Ketahanan terhadap kelelahan (Fatique Resistance) adalah kemampuan beton aspal untuk menerima lendutan berulang akibat repetisi beban, tanpa terjadinya kelelahan berupa alur dan retak. Hal ini dapat tercapai jika menggunakan kadar aspal yang tinggi.
5.
Kekesatan/tahanan geser adalah kemampuan permukaan beton aspal terutama pada kondisi basah, memberikan gaya esek pada roda
20 kendaraan sehingga kendaraan tidak tergelincir atau slip. Faktor-faktor untuk mendapatkan kekesatan jalan sama dengan untuk mendapatkan stabilitas yang tinggi, yaitu kekasaran permukaan dari butir-butir agregat, luas bidang kontak antar butir atau bentuk butir, gradasi agregat, kepadatan campuran dan tebal film aspal. 6.
Kedap air adalah kemampuan beton aspal untuk tidak dapat dimasuki air ataupun udara lapisan beton aspal. Air dan udara dapat mengakibatkan percepatan proses penuaan asapal dan pengelupasan selimut aspal dari permukaan agregat.
7.
Workability adalah kemampuan campuran beton aspal untuk mudah dihamparkan dan dipadatkan. Kemudahan pelaksanaan menentukan tingkat
effisensi
pekerjaan.
Faktor
kemudahan
dalam
proses
penghamparan dan pemadatan adalah viskositas aspal, kepekatan aspal terhadap perubahan temperatur dan gradasi serta kondisi agregat.
G. Kadar Aspal Rencana
Perkiraan awal kadar aspal optimum dapat direncanakan setelah dilakukan pemilihan
dan
pengabungan
pada
tiga
fraksi
agregat.
Sedangkan
perhitungannya adalah sebagai berikut: Pb = 0,035(%CA) + 0,045(%FA) + 0,18(%FF) + K ....................................(1) Keterangan : Pb
= Perkiraan kadar aspal optimum
CA = Nilai presentase agregat kasar FA
= Nilai presentase agregat halus
21 FF
= Nilai presentase Filler
K
= konstanta (kira-kira 0,5 - 1,0)
Hasil perhitungan Pb dibulatkan ke 0,5% ke atas terdekat. H. Volumetrik Campuran Aspal Beton
Volumetrik campuran beraspal yang dimaksud adalah
volume benda uji
campuran yang telah dipadatkan. Komponen campuran beraspal secara volumetrik tersebut adalah: Volume rongga diantara mineral agregat (VMA), Volume bulk campuran padat, Volume campuran padat tanpa rongga, Volume rongga terisi aspal (VFA), Volume rongga dalam campuran (VIM), Volume aspal yang diserap agregat. 1.
Rongga Udara dalam Campuran / Voids In Mix (VIM) Voids In Mix atau disebut juga rongga dalam campuran digunakan untuk mengetahui besarnya rongga campuran dalam persen. Rongga udara yang dihasilkan ditentukan oleh susunan partikel agregat dalam campuran serta ketidakseragaman bentuk agregat. Rongga udara merupakan indikator durabilitas campuran beraspal sedemikian sehingga rongga tidak terlalu kecil atau terlalu besar.
Rongga udara dalam campuran yang terlalu kecil dapat menimbulkan bleeding. Bleeding disebabkan oleh penurunan rongga udara yang tidak diikuti oleh penurunan kadar aspal, jika penurunan rongga udara seiring dengan penurunan kadar aspal maka campuran tersebut mempunyai kemampuan menahan
deformasi permanen sekaligus memberikan
durabilitas yang baik. Semakin kecil rongga udara maka campuran
22 beraspal akan makin kedap terhadap air, tetapi udara tidak dapat masuk kedalam lapisan beraspal sehingga aspal menjadi rapuh dan getas. Semakin tinggi rongga udara dan kadar aspal yang rendah akan mengakibatkan kelelehan lebih cepat.
Volume rongga udara dalam persen dapat ditentukan dengan rumus: 100
mm
m mm
Keterangan:
2.
VIM
= Rongga udara campuran, persen total campuran
Gmm
= Berat jenis maksimum campuran, rongga udara 0 (Nol)
Gmb
= Berat jenis bulk campuran padat
Rongga pada Campuran Agregat / Void Mineral Aggregate (VMA) Rongga pada campuran agregat adalah rongga antar butiran agregat dalam campuran aspal yang sudah dipadatkan serta aspal efektif yang dinyatakan dalam persentase volume total campuran. Agregat bergradasi menerus memberikan rongga antar butiran VMA yang kecil dan menghasilkan stabilitas yang tinggi tetapi membutuhkan kadar aspal yang rendah untuk mengikat agregat. VMA yang kecil menyebabkan aspal menyelimuti agregat terbatas, sehingga menyebabkan lapisan perkerasan tidak kedap air jadi oksidasi mudah terjadi dan menyebabkan terjadinya kerusakan. VMA akan meningkat jika selimut aspal lebih tebal atau agregat yang digunakan bergradasi terbuka. Seluruh jenis campuran aspal mempunyai cukup aspal menyelimuti partikel agregat dan juga cukup rongga udara dalam campuran (VIM) untuk mencegah adanya
23 bentuk kerusakan alur plastis. Perhitungan VMA terhadap campuran total dengan persamaan: a.
Terhadap Berat Campuran Total m
A 100
s
( )
s
Keterangan:
b.
VMA
= Rongga diantara mineral agregat, persen volume bulk
Gsb
= Berat jenis bulk agregat
Gmb
= Berat jenis bulk campuran padat
Ps
= Kadar agregat, persen terhadap berat total campuran
Terhadap Berat Agregat Total
Keterangan :
3.
VMA
= Rongga diantara mineral agregat, persen volume bulk
Gsb
= Berat jenis bulk agregat
Gmb
= Berat jenis bulk campuran padat
Pb
= Kadar aspal persen terhadap berat total campuran
Rongga Terisi Aspal / Void Filled with Asphalt (VFA) Rongga terisi aspal / Void Filled with Asphalt (VFA) adalah persen rongga yang terdapat diantara partikel agregat VMA yang terisi oleh aspal, tetapi tidak termasuk aspal yang diserap oleh agregat. Untuk mendapatkan rongga terisi aspal (VFA) dapat ditentukan dengan persamaan: A
100 (
A mm
)
( )
24 Keterangan:
4.
VFA
= Rongga terisi aspal
VMA
= Rongga diantara mineral agregat
VIM
= Rongga udara campuran, persen total campuran
Gmm
= Berat jenis maksimum campuran
Berat Jenis (Specific Gravity) Berat jenis yang diuji terdiri dari tiga jenis yaitu berat jenis bulk (dry), berat jenis bulk campuran (density), berat jenis maksimum (theoritis). Perbedaan ketiga istilah ini disebabkan karena perbedaan asumsi kemampuan agregat menyerap air dan aspal. a.
Berat Jenis Bulk Agregat Berat jenis bulk adalah perbandingan antara berat bahan di udara (termasuk rongga yang cukup kedap dan yang menyerap air) pada satuan volume dan suhu tertentu dengan berat air suling serta volume yang sama pada suhu tertentu pula. Karena agregat total terdiri dari atas fraksi-fraksi agregat kasar, agregat halus dan bahan pengisi yang masing-masing mempunyai berat jenis yang berbeda maka berat jenis bulk (Gsb) agregat total dapat dirumuskan sebagai berikut : s
1 1
n n n
Keterangan berat jenis bulk agregate: Gsb P1, P2 G1, G2
= Berat jenis bulk total agregat = Persentase masing-masing fraksi agregat
n
n
= Berat jenis bulk masing-masing fraksi agregat
( )
25 b.
Berat Jenis Efektif Agregat Berat jenis efektif adalah perbandingan antara berat bahan di udara (tidak termasuk rongga yang menyerap aspal) pada satuan volume dan suhu tertentu dengan berat air destilasi dengan volume yang sama dan suhu tertentu pula, yang dirumuskan: mm
se
( )
mm mm
Keterangan:
c.
Gse
= Berat jenis efektif agregat
Pmm
= Persentase berat total campuran (100%)
Gmm
= Berat jenis maksimum campuran
Pb
= Kadar aspal berdasarkan berat jenis maksimum (%)
Gb
= Berat jenis aspal
Berat Jenis Maksimum Campuran Berat jenis maksimum campuran (Gmm) pada masing-masing kadar aspal diperlukan untuk menghitung kadar rongga masing-masing kadar aspal. Ketelitian hasil uji terbaik adalah bila kadar aspal campuran mendekati kadar aspal optimum. Berat jenis maksimum campuran secara teoritis dapat dihitung dengan rumus : mm
mm s se
Keterangan: Gmm = Berat jenis maksimum campuran
( )
26 Pmm = Persentase berat total campuran (100%)
I.
Pb
= Kadar aspal berdasarkan berat jenis maksimum
Ps
= Kadar agregat persen terhadap berat total campuran
Gse
= Berat jenis efektif agregat
Gb
= Berat jenis aspal
Suhu / Temperatur
Aspal pada temperatur ruang berbentuk padat sampai agak padat. Jika dipanaskan sampai suatu temperatur tertentu aspal dapat menjadi lunak/cair sehingga dapat membungkus partikel agregat pada waktu pembuatan aspal beton atau masuk kedalam pori-pori saat penyemprotan/penyiraman pada perkerasan macadam ataupun peleburan. Jika temperatur mulai turun, aspal akan mengeras dan mengikat agregat pada tempatnya (sifat termoplastis). Setiap jenis aspal mempunyai kepekaan terhadap temperatur berbeda – beda, karena kepekaan tersebut dipengaruhi oleh komposisi kimiawi aspalnya, walaupun mungkin mempunyai nilai penetrasi atau viskositas yang sama pada temperatur tertentu. Pemeriksan sifat kepekaan aspal terhadap perubahan temperatur perlu dilakukan sehingga diperoleh informasi tentang rentang temperatur yang baik untuk pelaksanaan pekerjaan.
Pada tabel 5 memperlihatkan nilai viskositas aspal dan batasan suhu selama pencampuran, penghamparan dan pemadatan.
27 Tabel 5. Ketentuan Viskositas dan Temperatur Aspal Untuk Pencampuran dan Pemadatan
No. 1 2 4 5 6 7 8 9
Prosedur Pelaksanaan Pencampuran benda uji Marshall Pemadatan benda uji Marshall Pencampuran rentang temperatur sasaran Menuangkan campuran dari AMP ke dalam truk Pasokan ke alat penghamparan (paver) Penggilasan awal (roda baja) Penggilasan kedua (roda karet) Penggilasan akhir (roda baja)
Viskositas aspal (PA.S) 0,2 0,4 0,2 – 0,5
Suhu Campuran (oC) Pen 60/70 155 ± 1 145 ± 1 145 – 155
± 0,5
135 – 150
0,5 – 1,0
130 – 150
1–2 2 – 20 < 20
125 – 145 100 – 125 > 95
Sumber: Direktorat jenderal Bina Marga Departemen Pekerjaan Umum Republik Indonesia, Spesifikasi Umum 2010 Divisi 6 Tabel 6.3.5.1
J.
Metode Marshall
Metode Marshall ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik dari suatu perkerasan lentur. Metode marshall ini terdiri dari Uji Marshall dan Parameter marshall yaitu sebagai berikut : 1.
Uji Marshall Metode Marshall ditemukan oleh Bruse Marshall. Pengujian Marshall bertujuan untuk mengukur daya tahan (stabilitas) campuran agregat dan aspal terhadap kelelehan plastis (flow). Alat Marshall merupakan alat tekan yang dilengkapi dengan Proving ring (cincin penguji) berkapasitas 22,2 KN (5000 lbs) dan flowmeter. Proving ring digunakan untuk mengukur nilai stabilitas, dan flowmeter untuk mengukur kelelehan
28 plastis atau flow. Benda uji Marshall standart berbentuk silinder berdiamater 4 inchi (10,16 cm) dan tinggi 2,5 inchi (6,35 cm). Hasil uji akan menunjukkan karakteristik Marshall dan karakteristik akan dipengaruhi oleh sifat-sifat campuran yaitu: kepadatan, rongga diantara agregat (VMA), rongga terisi aspal (VFA), rongga dalam campuran (VIM), rongga dalam campuran pada kepadatan mutlak, stabilitas kelelehan serta hasil bagi Marshall/Marshall Quotient (MQ) yaitu merupakan hasil pembagian dari stabilitas dengan kelelehan dan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut : ( ) Keterangan:
2.
MQ
= Marshall Quotient (kg/mm)
S
= nilai stabilitas terkoreksi (kg)
F
= nilai flow (mm)
Parameter pengujian Marshall a.
Kepadatan rongga dalam agregat (VMA) Rongga pada campuran agregat adalah rongga antar butiran agregat dalam campuran aspal yang sudah dipadatkan serta aspal efektif yang dinyatakan dalam persentase volume total campuran.
b.
rongga terisi aspal (VFA) VFA adalah persen rongga yang terdapat diantara partikel agregat VMA yang terisi oleh aspal, tetapi tidak termasuk aspal yang diserap oleh agregat.
29 c.
rongga dalam campuran (VIM) Voids In Mix atau disebut juga rongga dalam campuran digunakan untuk mengetahui besarnya rongga campuran dalam persen. Rongga udara yang dihasilkan ditentukan oleh susunan partikel agregat dalam campuran serta ketidakseragaman bentuk agregat.
d.
Stabilitas Marshall Stabilitas adalah kemampuan campuran aspal untuk menahan deformasi akibat beban yang bekerja tampa mengalami deformasi yang permanen seperti gelombang, alur ataupun bleeding yang di nyatakan dalam satuan Kg atau Lb. Nilai stbilitas yang terlalu tinggi akan menghasilkan perkerasan yang terlalu kaku sehingga tingkat keawetan nya berkurang.
e.
Kelelehan (Flow) Seperti cara memperoleh nilai stabilitas, nilai flow merupakan nilai dari masing masing yang di tujukan oleh jarum dial ( dalam satuan mm) pada saat melakukan pengjian Marshall. Suatu campuran yang mempunyai kelelehan yang rendah akan lebih kaku dan cenderung untuk mengalami retak dini pada usia pelayanan nya. sedangkan nilai kelelehannya yang tinggi mengidikasikan campuran yang bersifat plastis.
f.
Marshall Quotient (MQ) Marshall Quotient Merupakan hasil perbandingan antara stabilitas dengan kelelehan (Flow ). Semakin tinggi MQ, makan akan semakin
30 tinggi kekakuan campuaran dan semakin rentang terhadap kerusakan akibat ada nya beban yang bekerja di atasnya.
