KINERJA SKID RESISTANCE DAN KEDALAMAN TEKSTUR DARI CAMPURAN SPLIT MASTIC ASPHALT (SMA) DENGAN MEMAKAI VARIASI AGREGAT DAN POLIMER STYRENE-BUTADIENE-STYRENE (SBS)
Satria Perdana Program Magister Rekayasa Transportasi Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Teknologi Bandung Jl. Ganesha No. 10 Bandung 40132 Telp./Fax: 62-22-2534167 email:
[email protected]
Bambang Sugeng Subagio Program Magister Sistem Teknik dan Jalan Raya Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Teknologi Bandung Jl. Ganesha No. 10 Bandung 40132 Telp./Fax: 62-22-2534167 email:
[email protected]
Harmein Rahman Program Magister Sistem Teknik dan Jalan Raya Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Teknologi Bandung Jl. Ganesha No. 10 Bandung 40132 Telp./Fax: 62-22-2534167 email:
[email protected]
Sri Hendarto Program Magister Sistem Teknik dan Jalan Raya Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Teknologi Bandung Jl. Ganesha No. 10 Bandung 40132 Telp./Fax: 62-22-2534167 email:
[email protected]
Abstrak – Campuran Split Mastic Asphalt (SMA) dianggap memiliki kelebihan pada ketahanan gelincirnya karena memiliki kadar agregat kasar yang besar. Styrene-Butadiene-Styrene (SBS) sebagai modifier aspal diharapkan dapat meningkatkan kualitas dari bahan pengikat aspal pen 60/70. Sifat fisik aspal diuji dan dibandingkan dengan menggunakan spesifikasi British Standard, sedangkan kinerja campuran diperoleh melalui pengujian Marshall, perendaman Marshall, pengujian Deformasi Permanen dengan Wheel Tracking Machine dan kinerja fungsional campuran diuji dengan menggunakan British Pendulum Test (BPT) dan Sand Patch. Hasil uji Marshall campuran Karawang dengan SBS 5% menunjukkan nilai Stabilitas Marshall tertinggi (1050,49 kg) dan memberikan nilai Stabilitas Dinamis tertinggi sebesar 7000 lintasan/mm pada pengujian Wheel Tracking pada temperatur 45°C. Hasil pengujian Skid Resistance dan Sand Patch untuk campuran menggunakan agregat Karawang dan 0% SBS memberikan nilai British Pendulum Number (BPN) terbesar (66,6) dan nilai Kedalaman Tekstur yang terkecil (0,24 mm). Penggunaan SBS akan sedikit menurunkan nilai BPN yang diperoleh namun tidak terlalu berpengaruh terhadap nilai kedalaman tekstur. Secara umum, hasil pengujian menunjukkan bahwa kualitas campuran SMA yang menggunakan material agregat Karawang lebih baik daripada agregat Purwakarta. Sedangkan penambahan Aspal Modifikasi polimer SBS dapat meningkatkan kualitas perkerasan secara struktural namun sedikit mengurangi kinerja perkerasan secara fungsional. Abstract –. Split Mastic Asphalt (SMA) mixture is considered to have an advantage in Skid Resistance because it has a large content of coarse aggregates. Styrene-Butadiene-Styrene (SBS) as an Asphalt Modifier is expected to improve the quality of asphalt binder Pen 60/70. Asphalt properties were tested and compared to the spesification used (British Standard). SMA mixtures were examined using the Marshall test, Marshall Immersion test, and Wheel Tracking test, while the functional perfomance of SMA mixture was tested using the British Pendulum Tester and Sand Patch Method. The result of Marshall test of mixture that used Karawang aggregates and 5% SBS showed the highest value of Marshall Stability (1050,49 kg) and gave the highest Dynamic Stability of 7000 tracks/mm on Wheel Tracking test at 45 °C. The result of Skid Resistance and Sand Patch Test of mixture that used Karawang aggregates and 0%SBS showed the highest value of British Pendulum Number (66,6) and gave the smallest value of the Texture Depth (0,24 mm). The use of SBS modified bitumen will slighlty decrease the value of BPN and does not influence significantly the Texture Depth. In general, all test results indicate that the quality of SMA mixture that using Karawang aggregates is better than the mixture that using Purwakarta aggregates. The use of SBS modified bitumen could improve the quality of structural performance of pavement, but it will slightly reduce the functional performance of pavement. Keywords: Split Mastic Asphalt (SMA), SBS Polymer, Permanent Deformation, Skid Resistance, Depth of Texture
1
1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Jalan merupakan prasarana perhubungan yang berkaitan erat dengan sektor di bidang ekonomi dan sosial. Adanya kerusakan pada jalan secara langsung mengakibatkan terhambatnya sektor perhubungan sehingga terganggu pula sektor di bidang ekonomi dan sosial. Dalam bidang konstruksi perkerasan lentur jalan raya, kemampuan layan raya merupakan hal yang signifikan untuk diperhatikan. Salah satu penyebab utama berkurang dan memburuknya kemampuan layan raya adalah rendahnya daya tahan pada lapisan perkerasan dalam menerima beban lalu lintas berat yang sering dihubungkan dengan durabilitas (durability) dan ketahanan terhadap alur (rutting). Selain itu, meningkatnya beban lalu lintas dapat mengakibatkan kerusakan struktur perkerasan dan keausan tekstur permukaan yang tinggi. Tekstur permukaan merupakan aspek terpenting dari permukaan perkerasan yang mempengaruhi tahanan gelincirnya (skid resistance). Split Mastic Asphalt (SMA) di Indonesia dianggap mempunyai kelebihan dibandingkan dengan jenis perkerasan lainnya yaitu Asphaltic Concrete (AC) dan Hot Rolled Sheet (HRS). Kelebihan tersebut antar lain mempunyai skid resistance tinggi karena kadar agregat kasarnya besar dan lebih awet karena kadar aspalnya tinggi dan distabilisasi dengan serat selulosa. Selain itu aspal sebagai salah satu bahan penyusun dari sebuah perkerasan jalan mempunyai fungsi sebagai bahan pengikat. Pada saat ini, aspal yang digunakan belum mampu untuk mengatasi permasalahan terutama yang disebabkan oleh temperatur yang tinggi, beban berat dan volume lalu lintas tinggi. Tingginya kadar parafin dalam aspal tersebut juga menjadi penyebab menurunnya kelengketan, titik lembek dan kelenturan pada perkerasan beton aspal. Berdasarkan latar belakang tersebut diperlukan suatu langkah baru dengan memodifikasi aspal minyak dengan menambahkan suatu bahan polimer yang mampu untuk memperbaiki performa kelengketan, titik lembek dan kelenturan. Modifikasi dari bitumen ini juga menawarkan solusi untuk mengurangi frekuensi pemeliharaan dan memperpanjang usia layan dari jalan. Salah satu bahan polimer yang mampu mengantisipasi kondisi tersebut diatas adalah dengan polimer berjenis elastomer yang memiliki daya tahan kelenturan tinggi diharapkan mampu bersinergi dengan campuran aspal bergradasi terbuka yaitu Split Mastic Asphalt (SMA). 1.2. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Mengevaluasi karakteristik material agregat, aspal minyak Pen 60/70 dan aspal modifikasi polimer dan membandingkannya dengan Spesifikasi British Standard (BS). 2. Mengevaluasi karakteristik Marshall dari campuran Split Mastic Asphalt (SMA) dengan aspal Pen 60/70 dan aspal modifikasi polimer Styrene-Butadiene-Styrene (SBS). 3. Mengevaluasi ketahanan struktur perkerasan terhadap deformasi permanen dari campuran Split Mastic Asphalt (SMA) dengan aspal pen 60/70 dan aspal modifikasi polimer StyreneButadiene-Styrene (SBS). 4. Mengevaluasi karakteristik tahanan gelicir (skid resistance) dan kedalaman tekstur (depth measurement) dari campuran Split Mastic Asphalt (SMA) dengan aspal Pen 60/70 dan aspal modifikasi polimer Styrene-Butadiene-Styrene (SBS). 1.3. Ruang lingkup Penelitian Penelitian ini dibatasi dalam lingkup bahasan sebagai berikut 1. Material yang digunakan adalah: 2
2. 3.
4.
5.
a. Seluruh agregat (kasar, halus, filler) yang digunakan sebagai bahan campuran perkerasan adalah material lokal dari Kota Karawang dan Purwakarta, Propinsi Jawa Barat. b. Gradasi yang digunakan pada penelitian ini hanya menggunakan satu jenis variasi gradasi terbuka Split Mastic Asphalt (SMA). c. Aspal polimer yang digunakan adalah aspal pen 60/70 ditambahkan bahan polimer berjenis elastomerik yaitu SBS 2,5% dan 5%. Standar pengujian karakteristik material agregrat dan aspal yang digunakan adalah British Standard (BS). Perencanaan campuran ber aspal panas menggunakan metoda Marshall sesuai dengan persyaratan British Standard untuk mendapatkan Kadar Aspal Optimum (KAO) dari Spilt Mastic Asphalt (SMA). Pengujian laboratorium pada kondisi Kadar Aspal Optimum campuran terdiri dari: Uji Marshall Immersion (Perendaman Marshall). Uji Ketahanan terhadap Deformasi Permanen dengan alat Wheel Tracking Machine. Uji Karakteristik Skid Resistance dan Pengukuran Kedalaman Tekstur dengan alat British Pendulum Tester dengan menggunakan metoda Sand Patch. Analisis kimia dan analisis biaya pada modifikasi aspal dengan modifikasi Polimer SBS tidak diteliti.
2. METODOLOGI PENELITIAN Ada dua komponen utama yang dititikberatkan pada penelitian ini yaitu pengujian labotarium terhadap kinerja ketahanan terhadap deformasi permanen dan pengujian skid resistance dan kedalaman tekstur dari campuran Split Mastic Asphalt (SMA) dengan aspal modifikasi polimer Styrene-Butadine-Styrene (SBS) dengan menggunakan dua jenis agregat. Pengujian dilakukan dengan mesin uji Wheel Tracking dan British Pendulum Tester. Secara garis besar, penelitian ini dimulai dengan melakukan studi literatur terhadap beberapa penelitian-penelitian terdahulu yang menyangkut pengujian campuran Split Mastic Asphalt (SMA) dan jenis-jenis polimer yang biasa dijadikan zat aditif campuran,tentunya dengan memfokuskan studi terhadap polimer Styrene-Butadine-Styrene. Langkah selanjutnya adalah menyiapkan material yang berkaitan dengan penelitian ini. Semua jenis Agregat, baik itu kasar, halus mau pun filler, semuanya diambil dari quarry yang berada di Kota Karawang, dan Purwakarta, Propinsi Jawa Barat. Aspal yang dipakai adalah jenis aspal keras Pen 60/70 yang berasal dari Laboratorium Rekayasa Jalan Departemen Teknik Sipil Institut Teknologi Bandung dan polimer yang akan digunakan adalah salah satu jenis polimer yang bersifat elastomer yaitu Styrene-Butadine-Styrene. Pengujian material masing-masing untuk aspal dan agregat untuk selanjutnya dicampur menjadi suatu sampel campuran Split Mastic Asphalt untuk diuji karakteristiknya dengan metode Marshall untuk mendapatkan nilai KAO. Setelah melakukan campuran dengan menggunakan KAO, sampel SMA dengan menggunakan SBS tersebut akan diuji kinerja ketahanannya terhadap deformasi permanen, skid resistance dan kedalaman tekstur sebagai salah satu tujuan penelitian ini.
3
Mulai
Studi Pustaka Tidak Penyiapan Material
Agregat dari Karawang
Agregat dari Purwakarta
Pengujian Sifat – sifat Agregat
Aspal Pen 60/70
Aspal Pen 60/70 dan Polimer SBS (2,5% dan 5%)
Pengujian Sifat – sifat Aspal Pen 60/70
Pengujian Sifat –sifat Aspal Pen 60/70 dan Polimer SBS (2,5% & 5%)
Analisis Data Hasil Pengujian Sifat-sifat Material Ya
Memenuhi Spesifikasi
Campuran SMA dengan menggunakan SBS 0%
Campuran SMA dengan menggunakan SBS 2,5%
Campuran SMA dengan menggunakan SBS 5%
Penentuan KAO dengan metoda Marshall berdasarkan spesifikasi British Standard
Pengujian Perendaman Mashall pada KAO
Pengujian Deformasi Permanen dengan Wheel Tracking Machine Pada KAO
Pengujian Skid Resistance dengan British Pendulum Tester pada KAO
Pengujian Depth Measurements dengan metoda Sand Patch pada KAO
Analisis Data Kesimpulan dan Saran
Selesai Gambar 1. Diagram Alir Kegiatan
Agregat baru dalam campuran harus memenuhi gradasi rencana SMA seperti yang ditunjukkan Gambar 2. Dimana gradasi rencana yang digunakan dalam campuran ini berada diatas kurva fuller akan membuat campuran cenderung lebih halus, selain itu dapat mengurangi kekasaran tekstur permukaan dan mempermudah dalam pengerjaan campuran apabila dibandingkan dengan gradasi yang berada di bawah kurva fuller. 4
100 90
70 60 50 40
Persen Lolos (%)
80
30 20
0,01
0,1
1
10
batas bawah
0
batas atas
10
gradasi rencana
Ukuran Ayakan (mm)
Gambar 2. Komposisi Gradasi Rencana Split Mastic Asphalt (D=10 mm)
3. PENYAJIAN DAN ANALISIS DATA 3.1. Hasil Pengujian dan Analisis Karakteristik Material Hasil Pengujian Karakteristik Aspal Pen 60/70, Aspal modifikasi dengan menggunakan polimer SBS 2,5% dan 5%, agregat dari Karawang dan Purwakarta dapat dilihat selengkapnya pada Lampiran A-B. Pada nilai penetrasi, nilai semakin kecil seiring dengan bertambahnya kadar polimer SBS, dengan mengacu kepada BS 2000-49-2009 maka nilai penetrasi masih memenuhi yaitu berada dalam rentang nilai 50-70 dmm untuk nilai penetrasi aspal Pen 60/70 dan syarat Kementerian Pekerjaan Umum 2010 yaitu untuk polimer elastomer sintesis minimal 40 dmm. Nilai titik lembek sebelum TFOT menunjukkan Aspal Pen sebesar 49°C memenuhi persyaratan BS EN 1427-2007/BS 2000-58-2007 yaitu 46-54°C, untuk aspal modifikasi polimer SBS 2,5% sebesar 53,5°C sedangkan untuk persentase Polimer SBS 5% sebesar 54,5°C, hal ini menunjukkan pada persentase 2,5% polimer SBS tidak memenuhi syarat British Standard yang mensyaratkan nilai maksimum titik lembek 54°C. Analisis Kepekaan Terhadap Temperatur, pada dasarnya semua jenis aspal bersifat thermoplastic, yaitu dapat berubah sifat tergantung temperatur dimana bila dipanaskan menjadi lunak dan menjadi keras bila didinginkan. Tabel 1. Nilai Penetration Index (PI) SBS SBS SBS 0% 2.5% 5% Penetration Index (PI)
-0,797
-0,077
0,040
Berdasarkan hasil yang diperoleh terlihat bahwa penambahan polimer SBS dapat meningkatkan nilai PI yang menunjukkan bahwa aspal yang menggunakan polimer SBS lebih peka terhadap temperatur. Hal ini dikarenakan karena proses pencampuran aspal dengan polimer SBS memerlukan suhu tinggi, sehingga dapat menimbulkan rusaknya sebagian aspal pen 60/70 yang digunakan karena berkurangnya kandungan maltene akibat pemanasan secara terus-menerus Untuk aspal pen 60/70 suhu pencampuran dicapai pada 158°C dan suhu pemadatan dicapai pada 147°C. Sementara untuk aspal yang menggunakan polimer SBS sebanyak 2,5% suhu pencampuran dicapai pada 169,5°C dan suhu pemadatan dicapai pada 158,5°C. Dan untuk aspal 5
dengan polimer SBS sebanyak 5% suhu pencampuran dicapai pada 174°C dan suhu pemadatan dicapai pada 159,5°C. Hal ini menunjukkan bahwa makin tinggi persentase polimer SBS, maka campuran aspal akan makin kental. Hasil ini dimungkinkan karena nilai penetrasi yang makin rendah dan nilai titik lembek yang semakin tinggi. Untuk hasil pengujian karakteristik agregat mulai dari pengujian berat jenis dan penyerapan, pengujian kekuatan agregat terhadap tekanan dan tumbukan, pengujian fisik kelonjongan dan kepipihan, pengujian keausan, kekekalan dan kekentalan agregat, semuanya memenuhi semua standart yang ditetapkan oleh British Standard. 3.2. Hasil Pengujian dan Analisis Karakteristik Marshall Pada uji Marshall yang dilakukan mengacu kepada BS EN 12697-34-2004 dengan mengacu pada British Standard 598-107-2004. Pada uji ini bertujuan untuk mendapatkan Nilai kadar aspal optimum. Benda uji untuk tiap Kadar Aspal Optimum yang diambil adalah 15 benda uji yang mewakili kadar aspal untuk 5%,6%,7%,8%,9%. Untuk tiap kadar aspal diwakili oleh 3 benda uji. Grafik hubungan digambarkan antara kadar aspal (%) dengan Stabilitas, Kepadatan Campuran, dan Kepadatan Agregat yang dipadatkan yang telah dihitung, kemudian kadar aspal optimum ditentukan dari nilai rata-rata dari kadar aspal untuk stabilitas maksimum, kepadatan campuran maksimum dan kepadatan agregat maksimum sesuai dengan yang disyaratkan dalam BS 598107-2004. Berikut contoh penentuan Kadar Aspal Optimum pada Campuran Aspal Pen 60/70 yang menggunakan agregat dari Karawang. Tabel 2. Hasil Pengujian Storage Stability Terhadap Aspal Modifikasi SBS
Sifat Campuran Stabilitas Flow Mix Density C.Agg.Density
5% 688, 4 4, 09 2,36 2,25
6% 773,09 3,90 2,37 2,22
Hasil Pengujian 7% 821,65 3,60 2,40 2,23
2.42
9% 685,23 5, 08 2,37 2,16
Compacted Agr.Density (kg/m3)
2.50
2.40
Mix Density (t/m3)
8% 745,73 4,14 2,38 2,19
2.38 2.36 2.34
y = -0.004x 2 + 0.062x + 2.156
2.32
7,75 2.30
2.45
y = -0.004x 2 + 0.034x + 2.170
2.40 2.35 2.30 2.25
2.20 2.15 2.10
5,00
2.05 2.00
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
4.0
5.0
6.0
Kadar Aspal (%)
7.0
8.0
9.0
10.0
8.0
9.0
10.0
Kadar Aspal (%) 6.0
900.0
y = 0.221x 2 - 2.879x + 13.01
y = -29.63x 2 + 411.4x - 626.2 5.0 Flow (mm)
Stabilitas (Kg)
800.0
700.0
4.0
3.0
600.0
6,93 2.0
500.0 4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
4.0
10.0
5.0
6.0
7.0
Kadar Aspal (%)
Kadar Aspal (%)
Gambar 3. Komposisi Gradasi Rencana Split Mastic Asphalt (D=10 mm)
6
Perhitungan Penentuan KAO untuk Campuran Aspal Pen 60/70 SBS 0% dengan menggunakan Agregat Karawang: KAOforS M max KAOforS Amax KAOforStabmax KAO 3 7,75 5,00 6,93 KAO 6,56% 3 Hasil-hasil penentuan KAO untuk setiap jenis campuran aspal dapat dilihat selengkapnya pada Lampiran C-H. Berikut tabel rekapitulasi pengujian pada masing masing gradasi. Tabel 3. Rekapitulasi Penentuan Nilai KAO Berdasarkan British Standard
Pengujian Marshall
Karawang
Karawang
Karawang
Purwakarta
Purwakarta
Purwakarta
BS 598-107-2004
SBS 0%
SBS 2,5%
SBS 5%
SBS 0%
SBS 2,5%
SBS 5%
Kadar Aspal Optimum; %
6,56
6,8
7,14
5,88
6,21
7,12
3.2.1. Kepadatan Campuran Maksimum 2.45
Mix Density
2.4 Karawang 0%
2.35
Karawang 2.5% Karawang 5%
2.3
Purwakarta 0%
Purwakarta 2.5%
2.25
Purwakarta 5%
2.2 4
5
6
7
8
9
10
Kadar Aspal
Gambar 4. Perbandingan Nilai Kepadatan Campuran Terhadap Kadar Aspal
Dari Gambar 4 dapat dilihat bahwa seiring bertambahnya kadar aspal maka kepadatan campuran akan turut meningkat hingga pada suatu titik kadar aspal optimum nilai kepadatannya akan menurun. Fenomena ini disebabkan karena rongga campuran yang terisi oleh aspal seiring dengan penambahan kadar aspal sehingga kepadatan campuran akan meningkat pula. Kepadatan pada kondisi ini lebih disebabkan karena ikatan aspal. Namun setelah mencapai kepadatan maksimum dimana seluruh rongga telah terisi oleh aspal, kadar aspal yang terus meningkat tidak akan dapat mengisi rongga lagi. Pada kondisi ini aspal lebih berfungsi sebagai pelumas dan mengindikasikan pada campuran telah terjadi bleeding yang menyebabkan kepadatan campuran menurun. Penambahan polimer dapat meningkatkan kepadatan lebih disebabkan karena sifat polimer SBS yang unik yaitu bila dicampurkan pada aspal panas, dapat menyerap bagian maltenes dari aspal dan akan mengembang sembilan kali lebih besar dari volume awalnya. Dengan penambahan persentase polimer SBS, maka volume aspal dalam campuran juga akan meningkat yang berdampak kepada peningkatan kepadatan campuran terkait dengan kemampuan aspal dalam mengisi rongga. 7
3.2.2. Kepadatan Agregat Setelah Pemadatan 2.3
Compacted Aggregate Density
2.25
2.2
Karawang 0% Karawang 2.5%
Karawang 5%
2.15
Purwakarta 0% Purwakarta 2.5% 2.1
Purwakarta 5%
2.05 4
5
6
7
8
9
10
Kadar Aspal
Gambar 5. Perbandingan Nilai Kepadatan Agregat Setelah Pemadatan Terhadap Kadar Aspal
Sama halnya dengan kepadatan campuran, kepadatan agregat dari Gambar 5 dapat dilihat bahwa seiring bertambahnya kadar aspal maka kepadatan agregat akan turut meningkat hingga pada suatu titik kadar aspal optimum nilai kepadatannya akan menurun. Nilai kepadatan agregat berbanding lurus dengan nilai kepadatan campuran. 3.2.3. Stabilitas Faktor-faktor yang mempengaruhi nilai stabilitas diantaranya adalah gradasi agregat dan kadar aspal. Selain itu stabilitas juga dipengaruhi oleh gesekan internal partikel agregat, interlocking, adhesi dan kohesi, dimana gesekan internal dan interlocking dipengaruhi oleh bentuk dan tekstur permukaan agregat yang digunakan. Sedangkan kohesi dan adhesi berkaitan dengan kemampuan daya lekat aspal. Secara umum, partikel agregat yang lebih berbentuk angular dengan permukaan lebih kasar akan meningkatkan stabilitas campuran. 1000
Stabilitas
900 Karawang 0%
800
Karawang 2.5% Karawang 5% 700
Purwakarta 0% Purwakarta 2.5%
600
Purwakarta 5%
500 4
5
6
7
8
9
10
Kadar Aspal
Gambar 6. Perbandingan Nilai Stabilitas terhadap Kadar Aspal
Terlihat pada hasil pengujian Marshall, penambahan kadar aspal dan kadar aditif polimer SBS maka nilai stabilitas campuran mengalami peningkatan sampai titik maksimum dan akan turun kembali pada penambahan kadar aspal yang tinggi. Hasil pengujian nilai stabilitas campuran menggunakan agregat dari Purwakarta lebih rendah dari campuran dengan agregat dari 8
Karawang. Partikel agregat dari Karawang memiliki berat jenis, bentuk, dan tekstur permukaan agregat yang lebih baik dari pada partikel agregat dari Purwakarta yang memiliki indeks kepipihan dan kelonjongan yang cukup besar sehingga menurunkan stabilitas campuran. Penambahan SBS sebesar 2,5% terlihat memberikan peningkatan yang berarti pada setiap campuran, namun jika kemudian kadar SBS ditambah sampai mencapai 5%, terlihat kecenderungan adanya sedikit penurunan nilai stabilitas dibandingkan dengan campuran yang menggunakan SBS 2,5%. Penambahan polimer SBS akan memberikan nilai penetrasi yang semakin rendah atau lebih keras. Akibatnya campuran menjadi lebih kaku sehingga berkontribusi terhadap kenaikan nilai stabilitas. 3.3. Nilai Indeks Kekuatan Sisa Pengujian Perendaman Marshall merupakan pengujian untuk mengetahui durabilitas campuran beraspal. Dalam pengujian ini, campuran diukur kinerja ketahanannya terhadap perusakan oleh air melalui perendaman benda uji pada air panas dengan temperature 60 °C selama 30 menit dan 24 jam. Tabel 4 menunjukkan hasil IKS tiap campuran yang nilai kesemuanya diatas 90%, sehingga memenuhi syarat yang ditetapkan Kementrian PU yaitu >90%. Tabel 4. Hasil Pengujian Perendaman Marshall pada KAO
Hasil Pengujian Sifat-sifat Campuran
Kadar Aspal Optimum; % Stabilitas Perendaman Kondisi Standar (S1); kg Stabilitas Perendaman 24 jam (S2); kg IKS (S2/S1); %
Karawang
Karawang
Karawang
Purwakarta
Purwakarta
Purwakarta
SBS 0%
SBS 2,5%
SBS 5%
SBS 0%
SBS 2,5%
SBS 5%
6,56
6,8
7,14
5,88
6,21
7,12
866,03
992,51
1050,49
771,36
890,10
937,23
782,22
887,56
986,82
675,74
813,27
843,69
90,32
89,42
93,93
87,60
91,37
90,02
Hal ini mengindikasikan bahwa campuran tersebut cukup rentan terhadap pengaruh air dan temperatur. Fenomena ini dimungkinkan karena campuran umumnya senyawa hidrokarbon dan organik akan mengalami oksidasi jika bertemu dengan air, sifat adhesif aspal akan turun dan dalam campuran akan mengalami stripping, yaitu pelepasan film tipis aspal pada permukaan agregat. Akibat proses ini campuran akan mengalami penurunan kualitas, selain itu umumnya agregat lebih mudah diselimuti air dibandingkan oleh aspal sehingga pada kondisi perubahan suhu ada kecenderungan akibat infiltrasi air terhadap fraksi agregat pada saat perendaman. 3.4. Hasil dan Analisis Pengujian Wheel Tracking Pengujian Wheel Tracking dilakukan pada suhu 45°C untuk melihat kinerja ketahanan deformasi pada campuran dan tinjauan dilakukan terhadap tiga parameter yaitu Stabilitas Dinamis (Dynamic Stability), Laju Deformasi (Rate of Deformation) dan Deformasi Permanen. Hasil Pengujian Wheel Tracking ditunjukkan pada Tabel 5 dibawah ini:
9
Tabel 5. Hasil Pengujian Wheel Tracking pada suhu 45°C
Waktu (menit)
Deformasi, dmm
Jumlah Siklus
Krw. 0%
Krw. 2.5%
Krw. 5%
Pwk. 0%
Pwk. 2.5%
Pwk. 5%
0
0
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
1
21
1,42
1,12
1,14
0,58
1,03
1,14
5
105
1,99
1,65
1,63
0,93
1,55
1,66
10
210
2,24
1,89
1,82
1,11
1,78
1,88
15
315
2,38
2,02
1,93
1,22
1,90
2,00
30
630
2,65
2,28
2,12
1,41
2,14
2,25
45
945
2,81
2,43
2,24
1,56
2,30
2,40
60
1260
2,93
2,56
2,33
1,66
2,40
2,53
2,45
2,04
1,97
1,26
2,00
2,01
5250,0
4846,2
7000,0
6300,0
6300,0
4846,2
0,0080
0,0087
0,0060
0,0067
0,0067
0,0087
Deformasi Permanen, D0 (mm) Stabilitas Dinamis, DS (lintasan/mm) Laju Deformasi,
3
3
2.5
2.5
2
Deformasi (mm)
Deformasi (mm)
RD (mm/m)
1.5 Karawang 0% 1
Karawang 2.5%
0.5
Karawang 5%
0 0
10
20
30
40
50
2 1.5
Purwakarta 0%
1
Purwakarta 2.5% Purwakarta 5%
0.5
0
60
0
10
20
30
40
50
60
Waktu (menit) Waktu (menit)
Gambar 7. Hubungan Waktu dengan Deformasi pada suhu 45°C
Pengujian deformasi dengan Wheel Tracking ditujukan untuk mensimulasikan deformasi yang terjadi pada perkerasan akibat lintasan kendaraan dan parameter-parameter utama pengujian ini. Dari Gambar 8 dibawah dilihat bahwa campuran yang memakai agregat dari Karawang akan mengalami deformasi yang lebih kecil seiring dengan bertambahnya kadar polimer SBS dalam campuran. Namun pada campuran yang memakai agregat dari Purwakarta akan mengalami hal yang sebaliknya. Penambahan kadar polimer SBS yang besar dalam campuran yang menggunakan agregat dari Karawang akan memberikan penurunan nilai laju deformasi, namun hal sebaliknya terjadi pada campuran yang menggunakan agregat dari Purwakarta. Secara keseluruhan, nilai Stabilitas Dinamis yang dihasilkan oleh setiap campuran tersebut masih berada diatas nilai minimum yang disyaratkan dalam spesifikasi Kementerian Pekerjaan Umum 2010, baik untuk campuran yang menggunakan agregat dari Karawang maupun dari Purwakarta, dan 10
campuran yang menggunakan aspal pen 60/70 maupun campuran yang menggunakan aspal modifikasi polimer SBS, dimana dalam spesifikasi tersebut mengisyaratkan nilai minimum sebesar 2500 lintasan/mm.
Total Deformasi Karawang
Purwakarta
2.45 2.04
2
1.97
2.01
1.26
SBS 0%
SBS 2.5%
SBS 5%
Stabilitas Dinamis
Laju Deformasi Karawang
Karawang
Purwakarta
0.0087
0.008
SBS 0%
7000
0.0087
0.0067
0.0067
SBS 2.5%
Purwakarta
6300 5250
0.006
6300 4846
SBS 0%
SBS 5%
4846.2
SBS 2.5%
SBS 5%
Gambar 8. Perbandingan Nilai-Nilai Parameter Ketahanan Deformasi
3.5. Hasil Pengujian dan Analisis Kinerja Fungsional Pengujian kinerja fungsional yang dilakukan di laboratorium adalah pengujian Skid Resistance dan Sand Patch. Hasil pengujian Skid Resistance dan Sand Patch dapat dilihat pada Tabel 6. Tabel 6. Hasil Pengujian Skid Resistance dan Sand Patch
Sebelum mengalami deformasi Campuran
Setelah mengalami deformasi
BPN
Texture Depth (mm)
BPN
Texture Depth (mm)
Karawang-SBS 0%
66,6
0,24
65,6
0,28
Karawang-SBS 2.5%
64,2
0,25
63,4
0,30
Karawang-SBS 5%
62,0
0,28
60,4
0,33
Purwakarta-SBS 0%
65,4
0,28
65,0
0,33
Purwakarta-SBS 2.5%
63,6
0,24
61,2
0,38
Purwakarta-SBS 5%
62,0
0,33
60,0
0,43
11
Pengujian kinerja fungsional diawali dengan pengujian Skid Resistance dengan menggunakan British Pendulum Tester yang ditujukan untuk mengetahui nilai kekesatan campuran terhadap gesekan. Dapat dilihat bahwa campuran yang menggunakan agregat dari Karawang memberikan nilai BPN yang sedikit lebih tinggi, sementara pemberian SBS sebagai modifier akan sedikit menurunkan nilai BPN dari campuran. British Pendulum Number SBS 0%
66.6
SBS 2.5%
65.6 64.2
SBS 5%
65.4 63.4
SBS 0% 65
63.2
62
Depth Measurement
62
61.2
60.4
sebelum WT
setelah WT
Karawang
sebelum WT
0.24 0.25
0.28
0.28 0.3
SBS 2.5%
0.33
0.28
SBS 5%
0.33
0.33
0.38
0.43
0.24
60
setelah WT
sebelum WT
Purwakarta
Karawang
setelah WT
sebelum WT
setelah WT
Purwakarta
Gambar 9. Perbandingan Nilai-Nilai Parameter Kinerja Fungsional Campuran
Secara umum nilai BPN yang dihasilkan oleh campuran yang menggunakan agregat dari Karawang lebih tinggi daripada campuran yang menggunakan agregat dari Purwakarta, dan nilai BPN dari setiap campuran cenderung mengalami penurunan seiring dengan bertambahnya kadar polimer SBS dalam campuran. Nilai BPN yang dihasilkan setiap campuran juga mengalami penurunan akibat pengujian Wheel Tracking namun nilai penurunannya cenderung kecil. Terlihat bahwa kemampuan tahanan gelincir campuran yang menggunakan agregat dari Karawang lebih baik setelah mengalami proses deformasi karena nilai-nilai fisik agregat dari Karawang dalam menerima beban juga lebih baik yang ditunjukkan oleh ketahanannya terhadap abrasi, tumbukan dan tekanan. Secara umum nilai Texture Depth (TD) yang dihasilkan oleh campuran yang menggunakan agregat dari Karawang lebih rendah daripada campuran yang menggunakan agregat dari Purwakarta, dan nilai BPN dari setiap campuran cenderung mengalami peningkatan seiring dengan bertambahnya kadar polimer SBS dalam campuran. Pengaruh SBS ini sangat terlihat pada pengujian viskositas dimana semakin tinggi kadar SBS dalam campuran, maka akan dibutuhkan jumlah aspal yang lebih banyak dalam mengikat agregat. 4. KESIMPULAN DAN SARAN 4.1. Kesimpulan 1. Hasil pengujian sifat fisik terhadap aspal Pen 60/70 dan agregat baru, memperlihatkan bahwa aspal Pen 60/70 dan agregat baru, baik itu agregat yang berasal dari Karawang maupun Purwakarta yang digunakan dalam campuran memenuhi persyaratan spesifikasi British Standard, BS 12591-2000 untuk pengujian fisik aspal dan BS 13043-2002 untuk pengujian fisik agregat, sehingga layak digunakan dalam campuran aspal. Kenaikan kadar polimer SBS dalam aspal akan meningkatkan titik lembek dan menurunkan nilai penetrasi. Hasil pengujian karakteristik fisik agregat dapat ditarik kesimpulan bahwa agregat Karawang adalah lebih baik daripada agregat Purwakarta. 2. Campuran SMA dengan 5% SBS menunjukkan nilai Stabilitas Marshall yang lebih baik dari campuran konvensional (tanpa polimer). Nilai Stabilitas Marshall dan Indeks Kekuatan Sisa (IKS) terbaik diberikan pada campuran yang menggunakan agregat Karawang dengan 5% polimer SBS, demikian juga dengan ketahanan terhadap deformasi 12
permanen terbaik dihasilkan oleh campuran yang menggunakan agregat Karawang dengan 5% polimer SBS. 3. Penambahan kadar polimer SBS dalam campuran akan meningkatkan kinerja struktural campuran ditinjau dari peningkatan nilai Stabilitas Marshall dan ketahanannya terhadap Deformasi Permanen, namun akan mengurangi kinerja fungsionalnya ditinjau dari ketahanannya terhadap gelincir dan pengukuran kedalaman tekstur. 4. Berdasarkan seluruh hasil pengujian yang telah dilakukan, mulai dari pengujian terhadap karakteristik agregat sampai karakteristik kinerja struktural dan fungsional campuran, dan terlihat bahwa agregat Karawang selalu menghasilkan kinerja yang lebih baik daripada agregat Purwakarta. 4.2. Saran Berdasarkan hasil evaluasi penelitian ini, maka disampaikan saran untuk penelitian selanjutnya yaitu perlu dilakukan penelitian lebih lanjut terhadap campuran SMA dengan kadar polimer SBS antara 2,5% dan 5%, untuk mengetahui batasan ideal penggunaan polimer SBS dalam campuran dan mengetahui pengaruhnya terhadap kinerja struktural dan fungsional. Penggunaan kadar polimer SBS diatas 5% tidak disarankan karena pada saat melakukan pencampuran akan membutuhkan aspal yang lebih banyak. Selain itu, nilai titik nyala dan bakarnya akan lebih rendah sehingga akan berbahaya pada saat mencampur aspal minyak dan polimer SBS. 5. DAFTAR PUSTAKA 1. British Standard Institution (2000) : Bitumen and Bituminous Binder, BSI, London 2. British Standard Institution (2000) : Methods of Test for Petroleum and its Products, BSI, London 3. British Standard Institution (2003) : Aggregates for Bituminous Mixtures and Surface Treatments for Roads, Airfields, and Other Trafficked Areas, BSI, London 4. British Standard Institution (2004) : Sampling and Examination of Bituminous Mixtures for Roads and Other Paved Areas, BSI, London 5. Francken, L. (1998) : Bituminous Binders and Mixes, Rilem Report 17, E & FN Spon, London 6. Hall, C. (1989) : Polymer Materials, 2nd edition, John Wiley and Sons, New York 7. Hosking, Roger (1992) : Road Aggregates and Skidding, Transport Research Laboratory, London 8. Huang, Yang H. (2004) : Pavement Analysis and Design, Prentice-Hall, New Jersey 9. Kementerian Pekerjaan Umum (2010) : Spesifikasi Umum Campuran Aspal Panas, Direktorat Jenderal Bina Marga, Jakarta 10. Read, John dan Whiteoak, David. (2003) : The Shell Bitumen Handbook, 5th edition, Thomas Telford Publishing, London 11. Standar Nasional Indonesia, SNI (2003) : Metoda Pengujian Campuran Beraspal Panas dengan Alat Marshall, RSNI M-01-2003, Badan Standar Nasional Indonesia 12. Valkering, C.P., Vonk, W.C., dan Whiteoak, C.D. (1992) : Improved Asphalt Properties Using SBS Modified Bitumens, Shell Bitumen Review, Perth 13. Yero, Arafat S. (2008) : The Determination of The Texture Depth, Skidding Resistance and Roughness Index of Various Bituminous Road Surfaces, Master Thesis of Civil Engineering (Transportation and Highway), Universiti Teknologi Malaysia
13
