BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Stone Matrix Asphalt atau disebut Split Mastic Asphalt (SMA) telah dikenal sejak pertengahan era tahun 1960-an di Jerman, merupakan jenis campuran beraspal panas yang dapat digunakan sebagai lapis permukaan jalan. SMA dirancang pertama kali oleh Dr. Zichner, seorang insinyur dan manajer Laboratorium Pusat Konstruksi Jalan pada Perusahaan Strabag Bau Austria-Germany. Pada awalnya SMA dirancang dengan tujuan untuk menyelesaikan permasalahan kerusakan pada lapis aus perkerasan lentur jalan akibat studded tires atau roda karet kendaraan bermotor yang memiliki tonjolan-tonjolan logam di permukaannya, jenis roda ini sangat umum digunakan ketika musim dingin di Eropa untuk menghindari selip saat mengemudi. Trend yang berkembang di Jerman saat itu adalah penggunaan Gussasphalt (mastic asphalt) dan beton aspal dengan kandungan agregat kasar yang rendah untuk lapis permukaan jalan. Kedua tipe campuran aspal tersebut, sangat rentan mengalami keausan akibat studded tires kendaraan bermotor. Kedua komponen penyusun Gussasphalt, baik itu mastic ataupun agregat halus, tidak cukup baik dalam memberikan durabilitas yang diperlukan oleh pengguna jalan saat itu, hal ini menyebabkan biaya rehabilitasi jalan menjadi tinggi hingga akhirnya mendorong Dr. Zichner untuk merancang jenis campuran beraspal panas yang baru untuk lapis aus perkerasan lentur jalan. Dr. Zichner berpendapat, bahwa untuk mendapatkan campuran beraspal panas dengan tingkat ketahanan terhadap keausan yang tinggi, butiran agregat kasar dapat menjamin ketahanan yang baik terhadap pecahnya batuan akibat beban dinamis. Masa layanan jalan yang panjang juga menjadi pertimbangan utama dalam merancang campuran beraspal panas yang baru ini, maka kadar bahan pengikat (binder) dan mastic haruslah cukup besar untuk menjamin keawetannya (Blazejowski, 2011).
1
2
Stone Matrix Asphalt (SMA) tersusun atas Split (agregat kasar dengan kadar tinggi), Mastic Asphalt (campuran agregat halus, filler dan aspal dengan kadar relatif tinggi) ditambah dengan zat aditif untuk stabilisasi campuran. Formasi agregat kasar yang menerus, menjadi inti dari stone to stone skeleton campuran SMA, dibentuk dari interlocking antara batuan pecah agregat kasar, skeleton ini terdiri dari batuan pecah dengan gradasi agregat hampir seragam dengan ukuran sesuai tebal perkerasan. Hal ini menyebabkan rongga yang terjadi dalam campuran SMA cukup tinggi sehingga perlu diisi dengan binder rich mastic mortar yaitu Campuran agregat halus, filler dan bitumen dengan kadar relatif tinggi yang mengikat agregat menjadi satu kesatuan menghasilkan kekerasan dan durabilitas yang baik. Binder rich mastic mortar itu sendiri tidak berongga dan mempunyai sifat mengalir (flow characteristic) sehingga cenderung terjadi bleeding atau keluarnya aspal ke permukaan (draindown). Untuk mencegah terjadinya draindown saat pencampuran dan pengangkutan campuran SMA, ditambahkan zat aditif untuk menstabilisasi flow characteristic campuran dan meningkatkan viskositasnya. Stone Matrix Asphalt diformulasikan khusus untuk meningkatkan durabilitas, kekesatan, fleksibilitas, ketahanan alur dan ketahanan terhadap oksidasi. Campuran Stone Mastic Asphalt (SMA) berkembang pesat di Eropa setelah dipublikasikannya standar teknis Jerman untuk SMA (ZTV bit-StB 84), campuran Stone Matrix Asphalt (SMA) mulai digunakan di Amerika Serikat sejak tahun 1991 dengan diperkenalkannya metode standar Amerika (AASHTO) untuk merencanakan campuran SMA. Pada tahun 1994, National Center for Asphalt Technology (NCAT) melakukan evaluasi terhadap performa dari perkerasan SMA yang diaplikasikan pada 86 proyek di Amerika Serikat. Kesimpulan dari penelitian ini antara lain ; 1) sekitar 60% proyek menggunakan kadar aspal lapangan untuk produksi lebih besar dari 6.0 %, 2) lebih dari 90% perkerasan mempunyai deformasi pada jalur roda (rutting) kurang dari 4.0 mm, 3) campuran SMA menunjukkan ketahanan yang lebih baik terhadap keretakan (cracking) dibandingkan campuran aspal lain yang lebih padat sehingga cracking akibat suhu dan deformasi bukanlah menjadi masalah besar, 4) tidak terbukti terjadinya
3
pelepasan butir (ravelling), 5) kegemukan aspal (fat spots) menjadi masalah terbesar dalam performa SMA, hal ini disebabkan segregasi agregat, draindown, kadar aspal yang tinggi atau penambahan jumlah bahan tambah untuk stabilisasi campuran (stabilizer) yang tidak sesuai, 6) berdasarkan penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa campuran SMA dapat memberikan performa yang baik pada ruas jalan dengan volume lalulintas yang tinggi sehingga sesuai dengan biaya konstruksinya yang cukup besar (Brown, et al, 1997). Indonesia mulai mengenal material Asphaltic Concrete (AC) pada awal era tahun 1970-an dan Hot Rolled Sheet (HRS) pada pertengahan era tahun 1980-an. Campuran SMA diperkenalkan di Indonesia pertama kali pada tahun 1989 oleh Ali Khairudin dalam Majalah Teknik Jalan dan Transportasi No. 066 ; Split Mastik Asphalt Bisa Atasi Kelemahan Aspal Beton dan di presentasikan pada Seminar Civil Expo di Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta ; Latar Belakang Kehadiran
Teknologi
Split
Mastik
Asphalt
dan
Kontribusinya
dalam
Pembangunan Nasional. Pemakaian campuran SMA untuk lapis aus perkerasan lentur jalan itu sendiri mulai dilakukan di Indonesia sejak era tahun 1990-an. Menurut Khairudin dalam Sukirman (2007), terdapat 3 (tiga) jenis SMA, yaitu : 1.
SMA 0/5 dengan tebal perkerasan 1,5 – 3,0 cm, digunakan untuk pemeliharaan dan perbaikan setempat seperti perbaikan rutting
2.
SMA 0/8 dengan tebal perkerasan 2,0 – 4,0 cm, digunakan untuk pelapisan ulang (overlay)
3.
SMA 0/11 dengan tebal perkerasan 3,0 – 5,0 cm, digunakan untuk lapis permukaan jalan baru
Spesifikasi SMA di Indonesia mulai diatur dalam Spesifikasi Departemen Permukiman dan Pengembangan Prasarana Wilayah Tahun 1999, yang kemudian mengalami perubahan berdasarkan Surat Edaran Direktur Jaringan Jalan Nasional, Direktorat Jenderal Pengembangan Prasarana Wilayah, Departemen Permukiman dan Pengembangan Wilayah nomor : PL.01.01-Pm/4.42 tanggal 19 Desember 2000 perihal : Perubahan Spesifikasi Campuran Aspal Panas dan Lapis Pondasi. Namun aplikasi campuran SMA di Indonesia tidak begitu umum untuk
4
dilaksanakan sehingga peraturan terbaru yaitu Spesifikasi Umum Direktorat Jenderal Bina Marga, Kementerian Pekerjaan Umum Tahun 2010 tidak lagi mengatur tentang persyaratan campuran SMA. Standar Nasional Indonesia (SNI) nomor 8129 tahun 2015 yang mengatur tentang Spesifikasi Stone Matrix Asphalt (SMA), merupakan standar baru yang mengacu pada AASHTO M 325-08 “Standard Specification for Stone Matrix Asphalt (SMA)” dan hasil penelitian yang telah dilakukan oleh Pusat Penelitian dan Pengembangan Jalan dan Jembatan Kementerian Pekerjaan Umum (PUSJATAN). Pada tahun 2010, PUSJATAN telah melaksanakan uji coba skala penuh teknologi SMA dengan serat selulosa yang dikemas berbentuk pelet pada ruas jalan Jatibarang – Palimanan, Jawa Barat (Iriansyah, 2010 dalam N. Suaryana, 2012). SNI 8129:2015 tentang Spesifikasi Stone Matrix Asphalt (SMA) dimaksudkan untuk mendapatkan suatu lapis pemukaan pada perkerasan jalan yang berfungsi sebagai lapisan aus, serta sebagai acuan bagi perencana, pelaksana dan pengawas pada pelaksanaan pekerjaan perkerasan jalan dalam menggunakan campuran SMA dengan serat selulosa pelet. Standar Nasional terbaru untuk campuran SMA yang terbit tahun 2015 ini belum pernah diaplikasikan sebelumnya di Indonesia pada pekerjaan lapis perkerasan lentur permukaan jalan, karena itu perlu dilakukan penelitian terlebih dahulu untuk mengetahui apakah SNI 8129:2015 tentang Spesifikasi Stone Matrix Asphalt (SMA) dapat diimplementasikan dalam skala laboratorium menggunakan aspal penetrasi 60/70 yang umum digunakan di Indonesia, sehingga menghasilkan campuran SMA yang memiliki karakteristik sesuai dengan persyaratanpersyaratan yang tercantum dalam SNI ini, sebelum penerapannya di lapangan.
1.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah dari penelitian ini adalah untuk menimplementasikan ketentuan-ketentuan dalam SNI 8129:2015 tentang Spesifikasi Stone Matrix Asphalt (SMA) yang mencakup persyaratan bahan campuran SMA yang terdiri
5
dari agregat, bahan pengikat (aspal), serta persyaratan gradasi campuran dan sifatsifat campuran menggunakan perancangan metode Marshall. 1.
Apakah semua jenis campuran SMA yang diatur dalam SNI ini dengan berbagai variasi gradasi dalam rentang gradasi jenis campurannya, dapat dilaksanakan mengunakan perancangan metode Marshall pada skala laboratorium melalui pembuatan dan pengujian benda uji menggunakan aspal penetrasi 60/70 sebagai bahan pengikat, dengan Gradasi Optimum dan Kadar Aspal Optimum (KAO) sebagai parameter penilaian kelayakan
2.
Apakah Gradasi Optimum masing-masing jenis campuran SMA tersebut dapat menghasilkan campuran SMA dengan KAO menggunakan perancangan metode Marshall yang memenuhi persyaratan campuran SMA dalam SNI ini.
3.
Apakah KAO yang didapatkan, dapat diverifikasi kelayakannya melalui pengujian durabilitas benda uji terhadap potensi retakan akibat beban tarik dan stabilitas sisa setelah perendaman.
1.3 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini antara lain : 1.
Mengetahui karakteristik khusus bahan penyusun campuran SMA sesuai persyaratan yang diatur dalam SNI 8129:2015 tentang Spesifikasi Stone Matrix Asphalt (SMA).
2.
Mengetahui karakteristik Marshall dan karakteristik-karakteristik khusus lainnya yang menjadi persyaratan jenis-jenis campuran SMA dalam SNI 8129:2015 tentang Spesifikasi Stone Matrix Asphalt (SMA), dengan menggunakan aspal penetrasi 60/70 sebagai bahan pengikat, yang terdiri dari: a.
SMA Halus Gradasi Batas Atas, Gradasi Nilai Tengah, Gradasi Batas Bawah
b.
SMA Kasar Gradasi Batas Atas, Gradasi Nilai Tengah, Gradasi Batas Bawah
6
3.
Penetapan gradasi optimum pada tiap-tiap jenis campuran SMA, guna mengetahui kelayakan tiap-tiap jenis campuran SMA tersebut untuk implementasi lebih lanjut.
4.
Mengetahui potensi retakan akibat beban tarik dan stabilitas sisa setelah perendaman, yang menjadi persyaratan untuk memverifikasi campuran SMA dengan kadar aspal optimum pada gradasi optimum tiap jenis campuran.
1.4 Batasan Masalah Batasan masalah dari penelitian ini antara lain : 1.
Campuran agregat dan aspal panas yang diteliti adalah : a. SMA Halus Gradasi Batas Atas, Gradasi Nilai Tengah, Gradasi Batas Bawah b.
SMA Kasar Gradasi Batas Atas, Gradasi Nilai Tengah, Gradasi Batas Bawah
Mengacu hanya kepada SNI 8129:2015 tentang Spesifikasi Stone Matrix Asphalt (SMA) 2.
Aspal yang digunakan adalah AC 60/70 produksi PT. Pertamina (Persero), sifat-sifat kimia yang terdapat di dalam aspal penetrasi tidak dibahas secara mendalam pada pembahasan
3.
Agregat digunakan adalah agregat kasar, agregat halus dan filler dari batu pecah (Stone Crusher), yang semuanya berasal dari Sungai Tinala, Kulon Progo, Yogyakarta
4.
Bahan aditif yang digunakan adalah Selulosa Jenis Pelet ; Viatop®66 Das Pellet produksi J. Rettenmaier & Söhne, Jerman
5.
Design Mix Formula Mengacu pada : a.
SNI 8129:2015 tentang Spesifikasi Stone Matrix Asphalt (SMA)
b.
Asphalt Institute Manual Series No. 2 (MS-2), 6th Edition, 1993 “Mix Design Methods For Asphalt Concrete and Other Hot-Mix Types”
7
6.
Kajian yang dilakukan adalah untuk menganalisa volumetrik campuran aspal (VCAMIX, VCADRC, VMA, VITM), dan pengujian Draindown, Marshall Test, Stabilitas Sisa setelah Perendaman 24 Jam (Marshall Immersion Test) dan Perbandingan Ketahanan Beban Tarik Campuran Beraspal Panas Terhadap Kerusakan Akibat Perendaman (Tensile Strength Ratio)
7.
Pengujian Stabilitas Dinamis (Wheel Tracking Test) tidak dilakukan dalam penelitian ini, karena penelitian yang dilakukan hanya dibatasi pada pengujian di dalam Laboratorium Teknik Transportasi Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
1.5 Manfaat Penelitian Dengan adanya penelitian ini, diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut : 1.
Memberikan pemahaman mengenai sejauh mana implementasi terhadap seluruh jenis campuran SMA dalam SNI 8129:2015 tentang Spesifikasi Stone Matrix Asphalt (SMA) menggunakan Aspal Penetrasi 60/70 di tingkat laboratorium dapat dilakukan
2.
Memberikan pemahaman tentang karakteristik seluruh jenis campuran SMA dalam SNI 8129:2015 tentang Spesifikasi Stone Matrix Asphalt (SMA) menggunakan Aspal Penetrasi 60/70
3.
Sebagai masukan dan referensi bagi pihak-pihak yang berkepentingan, terkait perancangan seluruh jenis campuran SMA dalam SNI 8129:2015 tentang Spesifikasi Stone Matrix Asphalt (SMA) menggunakan Aspal Penetrasi 60/70 dengan metode Marshall.
1.6 Keaslian Penelitian Penelitian sejenis yang sudah dilakukan dan berkaitan dengan penelitian ini antara lain :
8
1.
Utari (2015) meneliti tentang perancangan laboratorium campuran Stone Mastic Asphalt (SMA) dengan zeolit sebagai pengganti filler dengan Aspal Modifikasi Elastomer, Tesis Universitas Gadjah Mada, D.I. Yogyakarta. Penelitian yang dilakukan, masih mengacu pada Spesifikasi Departemen Permukiman dan Pengembangan Wilayah Tahun 1999 untuk perancangan campuran SMA, penelitian ini menggunakan campuran SMA 0/11 dengan gradasi target terletak diantara batas atas dan batas bawah.
2.
Halim
(2013)
meneliti
tentang
perancangan
laboratorium
dengan
menggunakan BNA BLEND 75:25:10R pada campuran Split Mastic Asphalt, Tesis Universitas Gadjah Mada, D.I. Yogyakarta. Penelitian yang dilakukan, mengacu pada Spesifikasi Departemen Permukiman dan Pengembangan Wilayah Tahun 1999 untuk perancangan campuran SMA, penelitian ini menggunakan campuran SMA 0/11 dengan gradasi target terletak diantara batas atas dan batas bawah. 3.
Suaryana (2012) meneliti tentang kajian material Stone Matrix Asphalt Asbuton berdasarkan kriteria deformasi permanen, Jurnal Pusat Penelitian dan Pengembangan Jalan dan Jembatan. Campuran SMA pada penelitian ini, mengacu pada spesifikasi AASHTO M325-08 (Amerika Serikat, 2008) dan EN 13108-5 (Eropa, 2005).
4.
Affandi (2010) meneliti tentang pengaruh Asbuton semi ekstraksi pada campuran Stone Mastic Asphalt, Jurnal Pusat Penelitian dan Pengembangan Jalan dan Jembatan. Campuran SMA pada penelitian ini, mengacu pada spesifikasi Inggris untuk lapis permukaan, dengan gradasi agregat ideal terletak di tengah-tengah antara batas atas dan batas bawah.
5.
Sitanggang (2007) meneliti tentang perancangan campuran Lapis Interlayer yang menggunakan campuran Split Mastic Asphalt (SMA 0/5) dengan penambahan Additive (Epoxy), Tesis Universitas Gadjah Mada, D.I. Yogyakarta. Penelitian yang dilakukan, mengacu pada Spesifikasi yang dikeluarkan oleh Pusat Penelitian dan Pengembangan Jalan (PUSLITBANG) Tahun 1999 untuk perancangan campuran SMA, penelitian ini menggunakan
9
campuran SMA 0/5 dan SMA 0/11 dengan gradasi target terletak diantara batas atas dan batas bawah. 6.
Susanti (2004) meneliti tentang penggunaan agregat kasar bernilai abrasi tinggi pada campuran Split Mastic Asphalt (SMA) 0/11, Tesis Universitas Gadjah Mada, D.I. Yogyakarta. Penelitian yang dilakukan, mengacu pada Spesifikasi Departemen Permukiman dan Pengembangan Wilayah Tahun 2000 untuk perancangan campuran SMA, penelitian ini menggunakan campuran SMA 0/11 dengan gradasi target terletak diantara batas atas dan batas bawah.
7.
Luqmanulhakim (2004) meneliti tentang pengaruh variasi campuran agregat kasar berabrasi tinggi (± 50%) dan agregat pecah bernilai abrasi < 40% pada campuran Split Mastic Aspal (SMA), Tesis Universitas Gadjah Mada, D.I. Yogyakarta.
Penelitian
yang
dilakukan,
mengacu
pada
Spesifikasi
Departemen Permukiman dan Pengembangan Wilayah Tahun 2000 untuk perancangan campuran SMA, penelitian ini menggunakan campuran SMA 0/11 dengan gradasi target terletak diantara batas atas dan batas bawah. Perbedaan dari penelitian ini dengan penelitian-penelitian sebelumnya, adalah penelitian ini dilakukan dengan mengacu kepada spesifikasi SNI 8129:2015 tentang Spesifikasi Stone Matrix Asphalt (SMA) dengan perancangan metode Marshall menggunakan Aspal Penetrasi AC 60/70 produksi PT. Pertamina (Persero) serta menggunakan bahan tambah Selulosa granulated product jenis pelet untuk stabilisasi campuran. Jenis campuran SMA yang diteliti juga tidak terbatas hanya pada satu jenis campuran SMA saja, namun mencakup semua jenis campuran SMA yang tercantum dalam spesifikasi SNI 8129:2015 tentang Spesifikasi Stone Matrix Asphalt (SMA). Gradasi yang digunakan juga tidak terbatas hanya satu jenis gradasi saja untuk tiap jenis campuran SMA tersebut, namun semua rentang gradasi (gradasi batas atas, gradasi nilai tengah dan gradasi batas bawah) pada tiap jenis campuran SMA tersebut.
