BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2. 1 UMUM Konstruksi perkerasan lentur terdiri dari lapisan – lapisan yang diletakkan diatas tanah dasar yang telah dipadatkan. Lapisan – lapisan tersebut berfungsi untuk menerima beban lalu lintas dan menyebarkannya ke lapisan di bawahnya. Adapun konstruksi perkerasan lentur terdiri dari : 1. Lapisan Permukaan (surface course) 2. Lapisan Pondasi Atas (base course) 3. Lapisan Pondasi Bawah (subbase course) 4. Lapisan Tanah Dasar (subgrade)
2.1.1
LAPISAN PERMUKAAN (Surface Course)
Lapisan permukaan adalah lapisan yang terletak paling atas dari struktur perkerasan jalan yang berfungsi : sebagai lapis penahan beban vertikal dari kendaraan karena itu perkerasan harus mempunyai stabilitas yang tinggi selama masa pelayanannya, sebagai lapis kedap air untuk menahan air hujan agar tidak meresap ke dalam lapisan dibawahnya, sebagai lapis aus untuk menahan gesekan dan getaran roda yang mengerem, adalah lapis yang menyebarkan beban ke lapisan dibawahnya yang mempunyai daya dukung lebih jelek. Pada umumnya lapisan permukaan dibuat dengan menggunakan bahan pengikat aspal sehingga menghasilkan lapisan yang kedap air dengan stabilitas tinggi dan tahan lama selama masa pelayanannya Jenis – jenis lapisan permukaan yang sering digunakan di Indonesia : II-1 http://digilib.mercubuana.ac.id/
1. Lapisan yang bersifat non structural, yang berfungsi sebagai lapisan aus dan kedap air. Jenis perkerasan ini terutama digunakan untuk pemeliharaan jalan. a. BURTU (Laburan aspal satu lapis), merupakan lapis penutup yang terdiri dari lapisan aspal yang ditaburi dengan satu lapis agregat bergradasi seragam, dengan tebal maksimum 2 cm b. BURDA (Laburan aspal dua lapis), merupakan lapis penutup yang terdiri dari lapisan aspal ditaburi agregat yang dikerjakan dua kali secara berurutan dengan tebal padat maksimum 3.5 cm c. LATASIR (Lapis tipis aspal pasir), merupakan lapis penutup yang terdiri dari lapisan aspal dan pasir alam bergradasi menerus dicampur, dihamparkan dan dipadatkan pada suhu tertentu dengan tebal padat 1-2 cm d. BURAS (Laburan aspal) merupakan lapis penutup yang terdiri dari lapisan aspal taburan pasir dengan ukuran butir maksimal 3/8 inchi e. LATASBUM (Lapis tipis asbuton murni), merupakan lapis penutup yang terdiri dari campuran asbuton dan bahan pelunak dengan perbandingan tertentu yang dicampur secara dingin dengan tebal maksimum 1 cm f. LATASTON (Lapisan tipis aspal beton), dikenal dengan nama roll hot sheet (RHS), merupakan lapisan penutup yang terdiri dari campuran antara agregat bergradasi timpang, mineral pengisi (filler) dan aspal keras dengan perbandingan tertentu, yang dicampur dan dipadatkan dalam keadaan panas. Tebal padat antara 2.5-3 cm 2. Lapisan Bersifat Struktural, berfungsi sebagai lapisan yang menahan dan meyebarkan beban roda
II-2 http://digilib.mercubuana.ac.id/
a. Penetrasi Macadam (LAPEN), merupakan lapis perkerasan yang terdiri dari agregat pokok dan agregat pengunci bergradasi terbuka dan seragam yang diikat oleh aspal dengan cara disemprotkan diatasnya dan dipadatkan lapis demi lapis. Diatas LAPEN biasanya diberi laburan aspal dengan agregat penutup. Tebal masing – masing lapisan antara 4-10 cm b. LASBUTAG, merupakan suatu lapisan pada konstruksi jalan yang terdiri dari campuran antara agregat, asbuton dan bahan pelunak yang diaduk, dihampar dan dipadatkan secara dingin. Tebal padat tiap lapisan antara 35 cm c. LASTON (Lapisan Aspal Beton), merupakan suatu lapisan pada konstruksi jalan yang terdiri dari campuran aspal keras dan agregat yang mempunyai gradasi menerus, dicampur, dihampar an dipadatkan pada suhu tertentu
2.1.2
LAPISAN PONDASI ATAS (BASE COURSE)
Adalah lapisan perkerasan yang terletak dianatara pondasi bawah dan lapis permukaan yang berfungsi sebagai : bagian perkerasan yang menahan gaya lintang beban roda dan menyebarkan beban ke lapis dibawahnya, sebagai lapis peresapan untuk lapis pondasi bawah, sebagai bantalan terhadap lapis permukaan. Material yang digunakan untuk lapis pondasi atas tanpa bahan pengikat umumnya menggunakan material dengan CBR > 50% dan plastisitas Indeks (PI) < 4%, yaitu : batu pecah, kerikil pecah, dan tanah dengan stabilisasi semen dan kapur. Jenis lapis pondasi yang umum digunakan adalah : 1. Agregat bergradasi baik, yaitu : batu pecah kelas A, kelas B, kelas C II-3 http://digilib.mercubuana.ac.id/
2. Pondasi Macadam 3. Pondasi Telford 4. Penetrasi Macadam (LAPEN) 5. Aspal beton pondasi (Asphalt Concrete Base / Asphalt Treated Base) 6. Stabilisasi yang terdiri dari : Stabilisasi agregat dengan semen (Cement Treated Base) Stabilitasi agregat dengan kapur (Lime Treated Base) Stabilisasi agregat dengan aspal (Asphalt Treated Base)
2.1.3
LAPISAN PONDASI BAWAH (SUBBASE COURSE)
Adalah lapis perkerasan yang terletak antara lapis pondasi atas dan tanah dasar, yang berfungsi sebagai : konstruksi perkerasan untuk menyebarkan beban roda ke tanah dasar, sebagai lapis peresapan agar air tidak berkumpul di pondasi, sebagai lapisan untuk mencegah partikel – partikel halus dari tanah dasar naik ke lapis pondasi atas. Lapisan ini harus cukup kuat, mempunyai CBR 20% dan Plastisitas Indeks (PI) < 10%. Jenis lapis pondasi bawah yang umumnya dipergunakan di Indonesia : 1. Agregat bergradasi baik, yaitu Sirtu/petrun kelas A, kelas B dan kelas C 2. Stabilisasi Stabilisasi agregat dengan semen (Cement Treated Base) Stabilitasi agregat dengan kapur (Lime Treated Base) Stabilisasi tanah dengan semen (Soil Cement Stabilization) Stabilisasi tanah dengan kapur (Soil Lime Stabilization)
II-4 http://digilib.mercubuana.ac.id/
2.1.4 TANAH DASAR (SUBGRADE) Adalah lapisan atas tanah setebal 50-100 cm dimana akan diletakkan lapisan pondasi bawah. Lapisan tanah dasar dapat berupa tanah asli yang dipadatkan jika tanah aslinya baik, atau tanah yang didatangkan dari tempat laindan dipadatkan, atau tanah yang distabilisasi dengan kapur dan bahan lainnya. Pemadatan tanah yang baik diperoleh jika dilakukan pada kadar air optimum dan diusahakan kadar air tersebut konstan selama umur rencana. Untuk mendapatkan kadar air optimin yang konstan diperlukan drainase yang memenuhi syarat. Ditinjau dari muka tanah asli, lapisan tanah dapat dibedakan menjadi : 1. Lapisan tanah dasar, tanah galian 2. Lapisan tanah dasar, tanah timbunan 3. Lapisan tanah dasar, tanah asli Masalah – masalah yang sering ditemui menyangkut tanah dasar : Terjadi perubahan bentuk tetap dari jenis tanah tertentu akibat beban lalu lintas. Tanah dengan plastisitas tinggi cenderung mengalami perubahan bentuk besar yang akan mengakibatkan jalan rusak. Karena itu lapisan tanah lunak yang terdapat dibawah tanah dasar harus diperhatikan. Sifat Mengembang dan menyusut dari jenis tanah tertentu akibat perubahan kadar air. Hal ini dapat dikurangi dengan memadatkan tanah pada kadar air optimum Daya dukung tanah yang tidak merata pada bentangan area karena jenis tanah yang berbeda. Hal ini dapat diatasi dengan perencanaan tebal perkerasan yang berbeda dengan membagi beberapa segmen jalan berdasarkan sifat tanah dibawahnya. II-5 http://digilib.mercubuana.ac.id/
Daya dukung tanah yang tidak merata akibat pelaksanaan pekerjaan tanah dasar yang kurang baik. Hal ini dapat diatasi dengan pengawasan yang baik pada pelaksanaan pekerjaannya Terjadi perbedaan penurunan tanah (differential settlement) akibat terdapatnya lapisan tanah lunak dibawah tanah dasar. Hal ini dapat diatasi dengan melakukan penyelidikan tanah dengan teliti sehingga diperoleh data tanah yang akurat dan dapat dilakukan antisipasi terhadap masalah perbedaa penurunan yang mungkin timbul Kondisi geologist lokasi jalan, jika kemungkinan lokasi jalan berada pada daerah patahan dan sebagainya
2.2 AGREGAT Agregat menurut ASTM (1974) mendefinisikan batuan sebagai suatu bahan yang terdiri dari mineral padat, berupa masa berukuran besar ataupun berupa fragmen – fragmen.
2.2.1
KLASIFIKASI AGREGAT
2.2.1.1 Ditinjau dari asal kejadiannya : Batuan beku Batuan yang berasal dari magma yang mendingin dan membeku. Dibedakan atas batuan beku luar (extrusive igneous rock) : umumnya berbutir halus seperti batu apung, andesit, basalt, obsidian. Dan batuan beku dalam (intrusive igneous rock) : keluar ke permukaan bumi karena proses erosi dan gerakan bumi, umumnya berteksture kasar seperti granit. II-6 http://digilib.mercubuana.ac.id/
Gabbro, diorite. Batuan sedimen Berdasarkan cara pembentukannya batuan sedimen dapat dibedakan atas : batuan sedimen yang dibentuk secara mekanik, batuan sedimen yang dibentuk secara organis, batuan sedimen yang dibentuk secara kimiawi. Batuan Metamorf Berasal dari batuan baku ataupun batuan sedimen yang mengalami proses perubahan bentuk akibat adanya perubahan tekanan dan temperature dari kulit bumi. 2.2.1.2 Ditinjau dari proses pengolahannya : Agregat Alam Agregat yang terbentuk dari proses erosi dan gradasi. Dapat dipergunakan sebagaimana bentuk aslinya atau dengan sedikit proses pengolahan. Contoh agregat alam adalah kerikil dan pasir. Kerikil adalah agregat dengan ukuran partikel lebih besar dari ¼ inchi (6.35 mm), pasir adalah agregat dengan ukuran partikel lebih kecil ¼ inchi tetapi lebih besar dari 0.075 mm. Agregat yang melalui proses pengolahan Adalah agregat yang berasal dari batu gunung berukuran besar yang diolah melalui proses pemecahan sehingga dapat digunakan sebagai agregat konstruksi perkerasan jalan. Proses pemecahan agregat sebaiknya menggunakan mesin pemecah batu (crusher stone) sehingga ukuran partikel – partikel yang dihasilkan dapat terkontrol, gradasi yang diharapkan dapat dicapai sesuai dengan spesifikasi yang ditetapkan. II-7 http://digilib.mercubuana.ac.id/
Agregat Buatan Agregat yang merupakan mineral filler/pengisi (partikel – partikel dengan ukuran lebih kecil dari 0.075 mm), diperoleh dari hasil sampingan pabrik semen dan mesin pemecah batu. 2.2.1.3 Berdasarkan besar partikelnya, agregat dibedakan atas : Agregat Kasar Adalah agregat yang mempunyai ukuran butir lebih besar dari 4.75 mm menurut ASTM, atau lebih besar dari 2 mm menurut AASHTO Agregat Halus Adalah agregat yang mempunyai ukuran butir lebih kecil dari 4.75 mm menuru ASTM, atau lebih kecil dari 2mm dan lebih besar dari 0.075 mm menurut AASHTO Abu batu / mineral filler Adalah agregat halus yang umumnya lolos saringan no.200 (ukuran butir lebih kecil dari 0.075 mm)
2.2.2
SIFAT – SIFAT AGREGAT
Sifat dan kwalitas agregat menentukan kemampuannya dalam memikul beban lalu lintas. Agregat dengan kualitas dan sifat yang baik dibutuhkan untuk lapisan permukaan yang langsung memikul beban lalu lintas dan menyebarkannya ke lapisan di bawahnya. Sifat agregat yang menentukan kwalitasnya sebagai bahan konstruksi perkerasan jalan dapat dikelompokkan menjadi 3 kelompok bagian yaitu :
II-8 http://digilib.mercubuana.ac.id/
1. Kekuatan dan keawetan (strength and durabubility) lapisan perkerasan dipengaruhi oleh : Gradasi Ukuran maksimum Kadar lempung Kekerasan dan ketahanan Bentuk butiran Teksture permukaan 2. Kemampuan dilapisi dengan baik, dipengaruhi oleh : Porositas Kemungkinan basah Jenis agregat 3. Kemudahan dalam pelaksanaan dan menghasilkan lapisan yang nyaman dan aman, dipengaruhi oleh : Tahanan geser (skid resistance) Campuran yang memberikan kemudahan dalam pelaksanaan (bituminous mix workability)
2.2.3
GRADASI DAN UKURAN MAKSIMUM AGREGAT
2.2.3.1 GRADASI Gradasi atau distribusi partikel – partikel berdasarkan ukuran agregat merupakan hal
penting
dalam
menentukan
stabilitas
perkerasan.
Gradasi
agregat
mempengaruhi besarnya rongga antar butir yang akan menentukan stabilitas dan kemudahan dalam proses pelaksanaan. II-9 http://digilib.mercubuana.ac.id/
Gradasi agregat diperoleh dari hasil analisa saringan dengan menggunakan 1 set saringan dimana saringan yang paling kasar diletakkan diatas dan yang paling halus diletakkan paling bawah. Gradasi Agregat dapat dibedakan atas : Gradasi seragam (Uniform Graded) Adalah agregat dengan ukuran yang hampir sama/sejenis atau mengandung agregat halus yang sedikit jumlahnya sehingga tidak dapat mengisi rongga antar agregat. Agregat dengan gardasi seragam akan menghasilkan perkerasan dengan sifat permeabilitas tinggi, stabilitas kurang dan berat volume kecil. Gradasi Rapar (Dense Graded) Merupakan campuran agregat kasar dan halus dalam porsi yang seimbang (well graded). Agregat dengan gradasi rapat akan menghasilkan lapisan perkerasan dengan stabilitas tinggi, kurang kedap air, sifat drainase jelek dan berat volume besar. Gradasi Buruk / Jelek (poorly graded) Merupakna campuran agregat yang tidak memenuhi 2 kategori diatas. Agregat bergradasi buruk umumnya digunakan untuk lapisan perkerasan lentur yaitu gradasi celah (grap graded), merupakan campuran agregat dengan 1 fraksi hilang atau 1 fraksi sedikit sekali. Agregat ini akan menghasilkan lapisan perkerasan yang mutunya terletak antara kedua jenis diatas.
II-10 http://digilib.mercubuana.ac.id/
2.3 Aspal 2.3.1
Definisi Aspal
Aspal didefinisikan sebagai material berwarna hitam atau coklat tua. Pada temperatur ruang berbentuk padat sampai agak padat, jika dipanaskan sampai temperatur tertentu aspal dapat menjadi lunak/cair sehingga dapat membungkus partikel agregat pada waktu pembuatan campuran aspal beton atau saat masuk kedalam pori-pori yang ada pada penyemprotan/ penyiraman pada perkerasan macadam atau pelaburan. Jika temperatur mulai turun. Aspal akan mengeras dan mengikat agregat pada tempatnya (sifat termoplastis). Aspal merupakan salah satu material konstruksi perkerasan lentur. Aspal merupakan komponen kecil, umumnya 4 – 10 % dari berat campuran, tetapi merupakan komponen yang relatif mahal. Hydrocarbon adalah bahan dasar utama dari aspal yang umumnya disebut bitumen, sehingga aspal sering juga disebut bitumen. Aspal umumnya berasal dari salah satu hasil destilasi minyak bumi (Aspal Minyak) dan bahan alami (Aspal Alam). Aspal minyak sering disebut aspal semen bersifat mengikat agregat pada campuran aspal beton dan memberikan lapisan kedap air, serta tahan terhadap pengaruh asam, basa dan garam. Sifat aspal akan berubah akibat panas dan umur, aspal akan menjadi kaku dan rapuh dan akhirnya daya adhesinya terhadap partikal agregat akan berkurang. Perubahan ini apat diatasi/dikurangi jika sifat-sifat aspal dikuasai dan dilakukan langkah-langkah yang baik dalam proses pelaksanaan.
II-11 http://digilib.mercubuana.ac.id/
2.3.2
Proses Destilasi Minyak Bumi
Aspal merupakan proses lanjutan dari residu hasil destilasi minyak bumi. Bensin (gasoline), minyak tanah (kerosene), solar (minyak diesel) merupakan hasil destilasi pada temperatur yang berbeda-beda. Setiap minyak bumi menghasilkan residu yang terdiri dari bahan dasar aspal yang berbeda, dapat dibedakan atas : 1. Bahan dasar aspal (asphaltic base crude oil) 2. Bahan dasar parafin (parafin base crude oil) 3. Bahan dasar campuran (mixed base crude oil) Bahan dasar parafin kurang mengandung bitumen, demikian juga bahan dasar campuran dimana kandungan kadar aspalnya rendah. Untuk perkerasan jalan umum digunakan aspal yang diperoleh dari bahan dasar aspal.
Gambar 2.1 Proses destilasi minyak bumi
II-12 http://digilib.mercubuana.ac.id/
2.3.3 Jenis Aspal Berdasarkan cara diperolehnya aspal dapat dibedakan atas: Aspal Alam :
1. -
Aspal Gunung (Rock Asphalt), contoh : Aspal P. Buton.
-
Aspal Danau (Lake Asphalt) contoh, : Aspal Bermudez, Trinidad.
2.
Aspal Buatan :
-
Aspal Minyak, merupakan hasil destilasi minyak bumi.
-
Tar, merupakan hasil penyulingan batu bara.
Tar tidak umum digunakan untuk perkerasan jalan kaena lebih cepat mengeras, peka terhadap perubahan temperatur dan beracun. 2.3.3.1 Aspal Minyak Aspal minyak dengan bahan dasar aspal dapat dibedakan atas : 1.
Aspal keras/panas (Asphalt Cement)
Aspal yang digunakan dalam keadaan cair dan panas. Aspal ini berbentuk padat pada keadaan penyimpanan (suhu ruang). Aspal semen pada temperature ruang (25⁰C - 30⁰C) berbentuk padat. Aspal semen terdiri dari beberapa jenis tergantung dari proses pembuatannya dan jenis minyak bumi asalnya. Pengelompokan aspal semen dapat dilakukan berdasarkan nilai penetrasi pada suhu 25⁰C ataupun berdasarkan nilai viskositasnya. Di Indonesia, aspal semen biasanya dibedakan berdasarkan nilai penetrasinya yaitu: II-13 http://digilib.mercubuana.ac.id/
a.
AC pen 40/50, yaitu AC dengan penetrasi antar 40-50.
b.
AC pen 60/70, yaitu AC dengan penetrasi antar 60-70.
c.
AC pen 85/100, yaitu AC dengan penetrasi antar 85-100.
d.
AC pen 120/150, yaitu AC dengan penetrasi antar 120-150.
e.
AC pen 200/300, yaitu AC dengan penetrasi antar 200-300.
Aspal semen dengan penetrasi rendah digunakan di daerah bercuaca panas atau lalu lintas dengan volume tinggi., sedangkan aspal semen dengan penetrasi tinggi digunakan untuk daerah bercuaca dingin atau lalu lintas dengan volume rendah. Di Indonesia pada umumnya dipergunakan aspal semen dengan penetrasi 60/70 dan 80/100.
2.
Aspal dingin/cair (Cut Back Asphalt)
Aspal yang digunakan dalam keadaan cair dan dingin. Aspal cair adalah campuran antara aspal semen dengan bahan pencair dari hasil penyulingan minyak bumi. Dengan demikian cut back asphalt berbentuk cair dalam temperatur ruang. Berdasarkan
bahan
pencairnya
dan
kemudahan
menguap
bahan
pelarutnya, aspal cair dapat dibedakan atas : a. RC (rapid curing cut back) Merupakan aspal semen yang dilarutkan dengan bensin atau premium. RC merupakan cut back asphalt yang paling cepat menguap. b. MC (medium curing cut back)
II-14 http://digilib.mercubuana.ac.id/
Merupakan aspal semen yang dilarutkan dengan bahan pencair yang lebih kental seperti minyak tanah. c. SC (slow curing cut back) Merupakan aspal semen yang dilarutkan dengan bahan yang lebih kental seperti solar. Aspal jenis ini merupakan cut back aspal yang paling lama menguap. Berdasarkan nilai viskositas pada temperature 60⁰ C, cut back asphalt dapat dibedakan atas :
3.
RC 30
-60
MC 30
- 60
SC 30
-60
RC 70
-40
MC 70
- 140 SC 70
-140
RC 250
-500
MC 250
- 500 SC 250
-500
RC 800
-1600 MC 800
- 1600 SC 800
-1600
RC 3000
-6000 MC 3000
- 6000 SC 3000
-6000
Aspal emulsi (Emulsion Asphalt)
Aspal yang disediakan dalam bentuk emulsi. Dapat digunakan dalam keadaan dingin ataupun panas. Aspal Emulsi dan Cut Back Asphalt umum digunakan pada campuran dingin atau pada penyemprotan dingin. Aspal emulsi adalah suatu campuran aspal dengan air dan bahan pengemulsi. Berdasarkan muatan listrik yang dikandungnya, aspal emulsi dapat dibedakan atas : a. Kationik disebut juga aspal emulsi asam, merupakan aspal emulsi yang bermuatan arus listrik positif. II-15 http://digilib.mercubuana.ac.id/
b. Anionik disebut juga aspal emulsi alkali, merupakan aspal emulsi yang bermuatan arus listrik negatif. c. Non-ionik merupakan aspal emulsi yang yang tidak mengalami ionisasi, berarti tidak menghantarkan listrik. Yang umum dipergunakan sebagai bahan perkerasan jalan adlah aspal emulsi anionik dan kationik. Berdasarkan kecepatan pengerasannya aspal emulsi dapat dibedakan atas : a. Rapid Setting (RS), aspal yang mengandung sedikit bahan pengemulsi sehingga pengikatan yang terjadi cepat. b. Medium Setting (MS) c. Slow Setting (SS), jenis aspal emulsi yang paling lambat menguap.
2.3.3.2 Aspal Buton Aspal alam yang terdapat di Indonesia dan telah dimanfaatkan adalah aspal dari pulau buton. Aspal ini merupakan campuran antara bitumen dengan bahan mineral lainnya dalam bentuk batuan. Karena aspal buton merupakan bahan alam maka kadar bitumen yang dikandungnya sangat bervariasi dari rendah sampai tinggi. Berdasarkan kadar bitumen yang dikandungnya aspal buton dibedakan atas B10, B13, B20, B25 dan B30. (aspal buton B10 adalah aspal buto dengan kadar bitumen rata-rata 10%).
II-16 http://digilib.mercubuana.ac.id/
2.3.4
Komposisi aspal Aspal merupakan unsur hydrocarbon yang sangat komplek, sangat sukar memisahkan molekul-molekul yang membentuk aspal tersebut. Secara umum komposisi dari aspal terdiri dari asphaltenes dan maltenes. Asphaltenes merupakan material berwarna hitam atau coklat tua yang tidak larut dalam heptane. Maltenes laut dalam heptane, merupakan cairan kental yang terdiri dari resins dan oils. Resins adalah cairan berwarna kuning atau coklat tua yang memberikan sifat adhesi dari aspal, merupakan bagian yang mudah hilang atau berkurang selama masa pelayanan jalan. Sedangkan oils yang berwarna lebih muda merupakan media dari asphaltenes dan resins. Proporsi dari asphaltenes, resins, oils berbeda-beda tergantung dari banyak faktor seperti kemungkinan beroksidasi, proses pembuatannya, dan ketebalan aspal dalam campuran.
Gambar 2.2 Komposisi aspal
II-17 http://digilib.mercubuana.ac.id/
2.3.5 Fungi aspal Fungsi aspal dalam konstruksi perkerasan jalan, sebagai berikut : 1. Sebagai Bahan Pengikat: Memberikan ikatan yang kuat antara aspal dengan agregat dan antara aspal itu sendiri. 2. Bahan Pengisi Mengisi rongga antara butir-butir agregat dan pori-pori yang ada dari agregat itu sendiri. 2.3.6
Sifat aspal Aspal haruslah memiliki daya tahan (tidak cepat rapuh) terhadap cuaca, mempunyai adhesi dan kohesi yang baik dan memberikan sifat elastik yang baik. Daya tahan (durabilitas) Daya tahan aspal adalah kemampuan aspal mempertahankan sifat asalnya akibat penbgaruh cuaca selama masa pelayanan jalan.Sifat ini merupakan sifat dari campuran aspal, jadi tergantung dari sifat agrega, campuran dengan aspal, factor pelaksanaan dan lain-lain. Meskipun demikian sifat ini dapat diperkirakan dari pemeriksaan “thin film oven test” (TFOT). Sifat adhesi dan kohesi Adhesi adalah kemampuan aspal untuk mengikat agregat sehingga dihasilkan ikatan yang baik antara agregat dengan aspal. Kohesi adalah kemampuan aspal untuk tetap mempertahankan agregat tetap pada tempatnya setelah terjadi pengikatan.
II-18 http://digilib.mercubuana.ac.id/
Kepekaan terhadap temperatur Aspal merupakan bahan yang termoplastis, artinya akan menjadi keras dan kental jika temperatur rendah dan menjadi cair (lunak) jika temperatur tinggi. Sifat ini dinamakan kepekaan terhadap perubahan temperatur. Akibat perubahan temperatur ini viskositas aspal akan berubah seiring dengan perubahan elastisitas aspal tersebut. Oleh sebab itu aspal juga disebut bahan yang bersifat visko-elastis. Kepekaan terhadap suhu perlu diketahui untuk dapat ditentukan suhu yang baik campuran aspal di campur dan dipadatkan. Kekerasan aspal Aspal pada proses pencampuran dipanaskan dan dicampur dengan agregat sehingga agregat dilapisi aspal atau aspal panas disiramkan ke permukaan agregat yang telah disiapkan pada proses peleburan. Pada proses pelaksanaan terjadi oksidasi yang mengakibatkan aspal menjadi getas (Viskositas bertambah tinggi). Peristiwa perapuhan terus berlangsung setelah masa pelaksanan selasai. Pada masa pelayanan aspal mengalami oksidasi dan polimerisasi yan besarnya dipengaruhi ketebalan aspal yang menyelimuti agregat. Semakin tipis lapisan aspal yang menyelimuti agregat, semakin tinggi tingkat kerapuhan yang terjadi.
2.3.7
Buton Natural Asphalt Aspal alam yang terdapat di Indonesia dan telah dimanfaatkan adalah aspal dari pulau buton. Aspal ini merupakan campuran antara bitumen dengan bahan mineral lainnya dalam bentuk batuan. Karena aspal buton II-19 http://digilib.mercubuana.ac.id/
merupakan bahan alam maka kadar bitumen yang dikandungnya sangat bervariasi dari rendah sampai tinggi. Berdasarkan kadar bitumen yang dikandungnya aspal buton dibedakan atas B10, B13, B20, B25 dan B30. Dibandingkan beton, aspal alam lebih menguntungkan. Aspal alam yang sering diketahui adalah TLA (Trinidad Lake Asphalt). Akan tetapi, ada aspal alam lainnya yaitu BNA (Buton Natural Aphalt) dimana dapat bersaing dengan aspal alam (TLA) dalam hal kualitas. BNA memiliki lebih banyak persediaan dibandingkan dengan TLA. Mencapai 163.9 juta ton, referensi lain menyebutkan totalnya mencapai 450 juta ton. Dimana BNA sebagai sumber aspal terbesar di bumi. Lama penggunaan mencapai 200 tahun.
2.4
Filler (Bahan Pengisi)
Filler dapat terdiri dari debu batu kapur (limestone dust), sement portland, fly ash, abu tanur semen, abu batu atau bahan non plastis lainnya. Fungsi filler dalam campuran adalah : a) Untuk memodifikasi agregat halus sehingga berat jenis campuran meningkat dan jumlah aspal yang diperlukan untuk mengisi rongga akan berkurang b) Filler dan aspal secara bersamaan akan membentuk suatu pasta yang akan membalut dan mengikat agregat halus yntuk membentuk mortar c) Mengisi ruang antar agregat halus dan kasar serta meningkatkan kepadatan sdan kestabilan. II-20 http://digilib.mercubuana.ac.id/
Tujuan awal filler adalah mengisi rongga dalam campuran VIM, tidak hanya oleh bitumen tetapi material yang lebih murah. Pada kadar aspal konstan, penambahan filler akan memperkecil VIM. Dalam perkembangan selanjutnya, terbukti bahwa filler tidak hanya mengganti fungsi bitumen mengisi rongga, tetapi juga memperkuat campuran. Untuk suatu kadar aspal yang konstan jumlah filler yang sedikit akan menyebabkan rendahnya koefisien marshall karena viskositas bitumen masih rendah dengan filler yang sedikit tersebut. Selanjutnya koefisien marshall meningkat dengan penambahan filler sampai nilai maksimum, kemudian menurun akibat kemampuan pemadatan campuran (tanpa menimbulkan retak).
Filler juga berpengaruh terhadap nilai kadar aspal optimum melalui luas permukaan dari partikel mineralnya. Penggunaan jenis dan proporsi filler juga mempengaruhi kualitas dari campuran beraspal. Penggunaan filler yang terlalu banyak cenderung menghasilkan campuran yang getas dan mudah retak. Di sisi lain, kandungan filler yang terlalu rendah juga akan menjadikan campuran lebih peka terhadap temperatur dimana campuran akan terlalu lunak pada cuaca panas
2.5
Serat serabut kelapa
Serat sabut kelapa ini digunakan sebagai bahan bakar memasak dalam usaha kecil pembuatan roti, bahan bakar pembuatan genteng, dan batu bata yang dilakukan secara tradisional di desa-desa. Serat sabut kelapa sebagai limbah buangan, sebenarnya memiliki unsur yang bermanfaat dalam campuran aspal. Seiring dengan semakin meningkatnya pemakaian bahan-bahan tambah (additive) untuk II-21 http://digilib.mercubuana.ac.id/
aspal, maka teknologi sederhana ini dapat dijadikan sebagai alternatif yang murah dan tepat guna. Pemanfaatan limbah untuk bahan konstruksi disamping akan memberikan penyelesaian permasalahan terhadap lingkungan juga akan meningkatkan mutu bahan konstruksi. Satu hal yang merupakan nilai tambah, nilai guna limbah, serta menciptakan lapangan pekerjaan dan mengurangi dampak negatif.
Hannant, dalam Here, Scornov., (2004), serabut kelapa terdiri dari dua bagian yaitu sel-sel serat dan sel-sel non serat atau debu yang lazim disebut Pith. Sebagai bahan tambah pada campuran Hot Rolled Sheet (HRS)-Wearing Course, bagian debu harus dipisahkan terlebih dahulu dari seratnya. Serat serabut kelapa sangat tahan lama di bawah kondisi cuaca normal. Publikasi mengenai pemanfaatan serat serabut kelapa sangat jarang dikarenakan serat serabut kelapa memiliki kerugian sebagaimana serat tumbuhan lainnnya dan peka terhadap kelembaban.
2.6 Split Mastic Asphalt (SMA) Saat ini, di Indonesia terdapat berbagai macam jenis beton aspal campuran panas yang digunakan untuk lapisan perkerasan jalan. Perbedaannya terletak pada jenis gradasi agregat dan kadar aspal yang digunakan. Jenis Beton aspal campuran panas yang ada di Indonesia saat ini adalah : 1. Laston (Lapisan Aspal Beton) a. Laston sebagai lapisan aus (AC-WC), Asphalt Concrete-Wearing Coarse. b. Laston sebagai lapisan pengikat (AC-BC), Asphalt Concrete-Binder Coarse. c. Laston sebagai lapisan pondasi (AC-Base), Asphalt Concrete-Base. II-22 http://digilib.mercubuana.ac.id/
2. Lataston (Lapisan Tipis Aspal Beton) a. Lataston sebagai lapisan aus (HRS-WC), Hot Rolled Sheet-Wearing Coarse. b. Lataston sebagai lapisan pondasi (HRS-Base), Hot Rolled Sheet-Base. 3. Latasir (Lapisan Tipis Aspal Pasir) a. Latasir kelas-A, HRS-A atau SS-A. b. Latasir kelas-B, HRS-B atau SS-B. 4. Lapisan Perata, contoh jenis campuran AC-WC (L), AC-BC(L), HRS-WC(L) dst. 5. SMA (Split Mastic Asphalt) a. SMA 0/5 b. SMA 0/8 c. SMA 0/11 6. HSMA (High Stiffness Modulus Asphalt), berdasarkann gradasinya : a. HSMA-28 b. HSMA-20 c. HSMA-14 SMA (Split Mastic Asphalt), adalah beton aspal bergradasi terbuka dengan selimut aspal yang tebal. Campuran ini mempergunakan bahan tambahan berupa fiber selulose yang berfungsi untuk menstabilisasi kadar aspal yang tinggi. Lapisan ini terutama digunakan untuk jalan-jalan dengan beban lalu lintas berat. Split Mastic Asphalt adalah salah satu aspal campuran panas yang bergradasi terbuka, dengan material yang terdiri atas :
II-23 http://digilib.mercubuana.ac.id/
a. Agregat kasar, dengan jumlah fraksi yang tinggi yakni sekitar 75%. b. Mastic Asphalt yang merupakan campuran terdiri dari agregat halus, filler dan aspal. Aspal yang akan digunakan pada campuran Split Mastic Asphalt ini adalah aspal semen (AC) pen 60/70 karena aspal tipe ini tidak mengandung air dan bila dipanaskan sampai dengan 175°C tidak berbusa (sumber; Petunjuk Pelaksanaan Laspis Aspala Beton (LASTON) untuk jalan raya, 1987). c. Aditif yang berfungsi sebagai bahan yang mampu menstabilkan aspal. Pada penulisan tugas akhir ini, saya menggunakan serat alam ijuk sebagai bahan stabilizer dari campuran SMA. Campuran ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan akan suatu lapisan aus (wearing coarse) yang mampu memberikan ketahanan maksimum terhadap alur (rutting) dan abrasi dari lalu lintas berat. Split Mastic Asphalt digunakan sebagai lapis permukaan atau sebagai overlay terhadap suatu lapisan lama yang di-treatment. Terdapat tiga jenis formula campuran SMA yang didasarkan pada gradasinya, yaitu : a. SMA 0/11 umumnya digunakan untuk lapisan permukaan (wearing coarse) pada jalan baru, dengan ketebalan 3 - 5 cm. b. SMA 0/8 umumnya digunakan untuk overlay pada jalan lama, dengan ketebalan 2 – 4 cm. c. SMA 0/5 umumnya digunakan sebagai lapis permukaan tipis untuk tujuan pemeliharaan, dengan ketebalan 1,5 - 3 cm. Pada penulisan tugas akhir kali ini, saya menggunakan Split Mastic Asphalt (SMA) 0/11. II-24 http://digilib.mercubuana.ac.id/
2.6.1 Sifat-Sifat Split Mastic Asphalt (SMA) 1. Gradasi Terbuka Dengan adanya kadar chipping yang tinggi (ukuran agregat > 2 mm) sekitar 75%, memberikan sifat : a. Tahan terhadap alur (rutting esistance) pada temperatur tinggi dan beban lalu lintas berat yang terkonsentrasi pada suatu tempat (jejak roda kendaraan). Ketahanan terhadap deformasi disumbangkan oleh struktur mineral dengan tipe kerangka yaitu dengan adanya perpindahan gaya langsung diantara chipping yang ada dan mastic yang berupa aspal mortar yang distabilkan oleh bahan aditif sehingga mampu menahan struktur chipping tetap pada kedudukannya. b. Tahan terhadap pengausan oleh roda kendaraan (wearing resistance). Ketahanan ini disumbangkan dengan adanya kontak langsung antara roda kendaraan dan chipping yang cukup kasar. c. Memiliki tekstur permukaan yang kasar dan seragam (homogen). d. Digunakannya aspal dengan kadar yang cukup tinggi karena banyaknya rongga-rongga yang terdapat dalam campuran. e. Dapat dilaksanakan dengan pelapisan yang tipis. 2. Kadar Aspal Yang Tinggi Tingginya kadar aspal memberikan sifat-sifat : a. Memberikan lapisan aspal yang tebal sehingga memberikan ketahanan terhadap :
II-25 http://digilib.mercubuana.ac.id/
1) Proses oksidasi pada bitumen yang terjadi karena sinar ultra violet dari
matahari
yang
berfungsi
sebagai
katalisator
dapat
menyebabkan terjadinya pelapukan. 2) Kelekatan yang lebih baik terhadap campuran. Dengan adanya sifat-sifat tersebut diatas dapat memberikan umur layanan yang panjang. b. Menghasilkan kelekatan yang lebih baik antara lapisan SMA sebagai wearing coarse dengan lapisan dibawahnya. c. Lebih fleksibel dalam mengatasi perubahan bentuk akibat kurang mantapnya lapisan bawah.
2.6.2
Persyaratan dan Sifat-Sifat Campuran (Mix Properties)
A. Persyaratan Sifat Agregat Agregat yang akan dipergunakan sebagai material campuran perkerasan jalan haruslah memenuhi persyaratan sifat dan gradasi agregat seperti yang ditetapkan di dalam buku spesifikasi pekerjaan jalan atau ditetapkan oleh badan yang berwenang. Bahan pengisi (filler) dapat menggunakan debu batu, kapur, semen portland, abu terbang, abu tanur, semen atau material non plastis lainya, asalkan bagian yang lolos saringan No. 200 sama atau lebih banyak dari 75% terhadap beratnya. Pada penulisan tugas akhir ini saya menggunakan bahan pengisi (filler) yaitu semen portland.
II-26 http://digilib.mercubuana.ac.id/
Tabel 2.1 Gradasi Agregat Campuran untuk SMA Ukuran
Persen lolos (%)
Saringan
SMA 0/11 (*)
SMA 0/8 (*)
SMA 0/5 (*)
1”
-
-
-
3/4 “
100
-
-
1/2 “
90 - 100
100
-
3/8 “
50 - 65
90 - 100
100
No. 4
30 - 45
30 - 50
90 - 100
No. 8
20 - 30
20 - 30
30 - 40
No. 16
-
-
-
No. 30
-
-
-
No. 50
10 - 22
10 - 22
10 - 22
No. 200
8 - 12
8 - 12
8 - 13
Catatan: (*) diperoleh dari buku, Split Mastic Asphalt oleh M.A. Khairudin
B. Persyaratan Sifat Aspal Aspal yang digunakan untuk campuran beton aspal haruslah memenuhi persyaratan seperti yang diberikan dalam buku spesifikasi pekerjaan. Tabel 2.2 Sifat Aspal untuk Campuran Beton Aspal No
Jenis Pemeriksaan
Satuan
Syarat Pen 60
Pen 80
min
maks
min
maks
0.1 mm
60
79
80
99
1
Penetrasi 25°C, 5 det
2
Titik lembek
°C
48
58
46
54
3
Titik nyala
°C
200
-
225
-
4
Kehilangan berat
% berat
-
0,4
-
0,6
% berat
99
-
99
-
163°C, 5 jam 5
Kelarutan dalam
II-27 http://digilib.mercubuana.ac.id/
CCL4 6
Daktilitas 25°C,
cm
100
-
100
-
Penetrasi setelah
%
75
-
75
-
kehilangan berat
terhadap 55
-
55
-
cm
40
-
40
-
-
1
-
1
-
5 cm/menit 7
asli 8
Penetrasi aspal hasil ekstraksi benda uji
% terhadap asli
9
Daktilitas aspal hasil ekstraksi benda uji
10
Berat jenis 25°C
Catatan: (*) diperoleh dari buku, Beton Aspal Campuran Panas oleh Silvia Sukirman C. Persyaratan campuran beton aspal Tabel 2.3 Sifat Campuran Beton Aspal Jenis SMA No.
Sifat Campuran
Satuan
SMA (Split Mastic Asphalt)
1
Stabilitas
kg
≥ 670
2
Kelelehan
mm
≥2
3
Quotient Marshall
kg/mm
190 - 300
4
VIM (persen rongga dalam campuran)
%
3-5
5
VMA (persen rongga terhadap agregat)
%
75 - 85
6
VFA
%
7
Tebal film aspal
µm
8
Stabilitas dinamis (wheel tracking machine)
ls/mm
≥ 1500
Catatan: (*) diperoleh dari buku, Beton Aspal Campuran Panas oleh Silvia Sukirman
II-28 http://digilib.mercubuana.ac.id/
D. Menentukan kadar aspal total dalam ampuran Kadar aspal total dalam campuran beton aspal adalah kadar aspal efektif yang membungkus atau menyelimuti butir-butir agregat,mengisi pori antara agregat, ditambah dengan kadar aspal yang akan terserap masuk kedalam pori masingmasing butir agregat. Kadar aspal tengah/ideal dapat pula ditentukan dengan mempergunakan beberapa rumus dibawah ini, yaitu :
Menurut The Asphalt Institue
P = 0,035 (a) + 0,045 (b) + K ( c ) + F dimana : P
= kadar aspal tengah/ideal, persen terhadap berat campuran
a
= persen agregat tertahan saringan No.8
b
= persen agregat lolos saringan No. 8 dan tertahan saringan No.200
c
= persen agregat lolos No.200
K
= 0,15 untuk 11-15% lolos saringan No.200 = 0,18 untuk 6-10% lolos saringan No.200 = 0,20 untuk ≤ 5% lolos saringan No.200
F
= 0-2%, berdasarkan nilai absorbsi dari agregat = 0,7% jika tidak tersedia data
II-29 http://digilib.mercubuana.ac.id/
