Jurnal
aintis
Volume 13 Nomor 2, Oktober 2013, 1-9
ISSN: 1410-7783
Pengaruh Temperatur Pada Campuran AC-WC (Asphalt Concrete-Wearing Course) Terhadap Karakteristik Marshall
The influence of Asphalt Concrete-Wearing Course Mixing for Marshall Charactertistic
Roza Mildawati
Jurusan Teknik Sipil Universitas Islam Riau Jalan Kaharuddin Nasution 113 Pekanbaru 28284
[email protected]
Abstrak Salah satu yang mempengaruhi mutu campuran aspal adalah suhu saat pelaksanaan penghamparan campuran aspal. Pada penelitian ini menggunakan spesifikasi Bina Marga. Komposisi campuran didapat setelah melakukan serangkaian pengujian sifat fisik dari mutu bahan, adapun pemeriksaan dan pengujian yang dilakukan meliputi analisa saringan agregat, berat jenis dan penyerapan agregat, kelekatan aspal terhadap agregat, Sand Equivalent, pembuatan benda uji, selanjutnya dilakukan pengujian Marshall terhadap campuran. Metode yang dipakai adalah metode Marshall (SNI 06-2489-1991). Adapun suhu yang diteliti pada penelitian ini adalah 80°,110° 140⁰, 160⁰, 170⁰, 200⁰, 220⁰ dan suhu 250⁰. Dari hasil pengujian Marshall di Laboratorium didapat nilai stabilitas yang di peroleh pada kadar aspal optimum tersebut adalah pada suhu 800 sebesar 575kg, suhu 1100 sebesar 1601,679kg ,suhu 1400 sebesar 2593kg suhu 1600 sebesar 2886kg, suhu 1700 sebesar 3456kg, 2000 sebesar 4090kg, 2200 sebesar 3456kg dan 250⁰ sebesar 1809kg . Dalam penelitian ini pada suhu 2200 sampai 250⁰ nilai Stabilitas turun, dikarenakan pada suhu 220° sampai suhu 250⁰ aspal mengalami oksidasi yang berlebihan sehingga kurang daya lekat antar agregat yang menyebabkan nilai VIM naik dan nilai Flow turun. Nilai Marshall stabilitas, VFA dan MQ cenderung naik sampai batas suhu 200°C. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan menggunakan material yang berbeda, dan penambahan filler dengan variasi suhu yang berbeda. Kata – Kata Kunci : Temperatur, Stabilitas, Karakteristik Marshall
Abstract AC-Wearing Coarse is frequently used for the road pavement which is usually composed by coarse aggregate, fine aggregate and filler, casted and compacted in hot conditions. One of influence factor in quality of mixing the AC-wearing coarse is a temperature at mixing and laid down the material. Marshall method has been used and for the composition of mixture/material used spesification of Binamarga. The temperature has investigated in this study were 800,1100 dan 1400, 1600, 1700, 2000, 2200, 2500C. From the test results in the laboratory was obtained the optimum value of stabilty at temperature of 80 0 amounting to 575.22 kg, temperature of 1200 amounting to 1601.679 kg, temperature of 1400 amounting to 2593 kg, temperature of 1600 k amounting to 2886 kg, temperature of 1700 amounting to 3457 kg, temperature of 2000 amounting to 4090 and temperature of 2200 amounting to 3456 kg. it was found that The stability values is dropped at temperature is ranging from 2000 to 2500 C. This condition is coused by value of VIM is rise and value of flow is down. It can be concluded that the most influence factor in quality of Marshall Stability is the temperature at mixing and volumetric behaviour. it was found that the maximum temperatures at mixing AC-Wearing Coarse is 2000 C and the optimum temperature is 180 0 C. Recommendation for future research is conduct a study of durability that correlated with the temperature at the mixing. Key words : Temperature, charactheristic of Marshall
J. Saintis, Volume 13 Nomor 2, Oktober 2013 PENDAHULUAN Banyak usaha-usaha yang dilakukan agar perkerasan jalan dapat bertahan lama, selalu dalam keadaan baik serta memberikan keamanan dan kenyamanan terhadap pemakai jalan. Perkerasan juga harus dibuat dari bahan dengan kualitas/mutu yang lebih baik dari pada tanah dasar yang terletak dibawahnya. Bahan perkerasan harus dapat melindungi tanah dasar dari deformasi yang disebabkan oleh beban kendaraan. Oleh karena itu bahan perkerasan jalan merupakan salah satu faktor penting yang menentukan kestabilan perkerasan jalan. Saat ini di Indonesia terdapat berbagai macam bahan konstruksi perkerasan jalan, salah satunya yang umum digunakan dalam peningkatan serta pembangunan jalan baru adalah Campuran Panas Agregat Aspal (Hot Mix Asphalt). AC-WC adalah salah satu dari campuran aspal panas yang dipakai untuk konstruksi perkerasan jalan tersebut. Aspal/bitumen sebagai salah satu unsur dalam campuran Hot Mix Asphal merupakan material yang bersifat viscoelastis sehingga akan melunak dan mencair bila mendapat cukup pemanasan/temperature tinggi. Oleh karena itu suhu atau temperatur merupakan parameter yang penting dalam pencampuran aspal panas. Diperlukan temperatur/suhu yang optimal untuk mendapatkan kualitas campuran yang baik, jika temperatur terlalu tinggi maka akan mengalami oksidasi yang berlebihan/terbakar sehingga daya lekatnya tidak bagus begitu juga kalau suhunya rendah maka aspal tidak mudah mencapai setiap permukaan agregat untuk melekatkan agregat yang satu dengan yang lain sehingga stabilitasnya menjadi rendah. Dalam penelitian ini dibatasi pada permasalahan temperatur/suhu aspal pada pencampuran yang mempengaruhi mutu perkerasan aspal panas AC-WC (Asphal Concrete Wearing Course) dengan bahan material agregat dari quary Bangkinang, serta aspal jenis AC (aspal Cement) dengan jenis aspal penetrasi 60/70 produk Pertamina. Ada 2 (dua) hal yang akan dibahas yaitu : 1) Berapa kadar aspal optimum untuk campuran AC-Wearing Course dengan memakai bahan agregat dari Bangkinang; 2)Bagaimana pengaruh temperatur terhadap Karakteristik Marshall untuk AC Wearing Course, pada suhu, 80, 110, 140, 160, 170, 180, 220 dan 250Co Adapun tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Mengetahui temperatur optimum pada pencampuran “Asphal Concrete Wearing Course/AC-WC” terhadap “Karakteristik Marshall” pada kadar campuran serta sumber material yang sama. 2. Membuat korelasi antara suhu campuran AC-WC dengan nilai stabilitas/MS (Marshall Stability) serta sifat volumetrik aspal. METODOLOGI Adapun tahapan pelaksanaan penelitian akan dilakukan secara garis besar sebagaimana bagan alir dan secara detail sebagai berikut: 1. Pengumpulan/penyediaan bahan dan peralatan 2. Pengujian sifat fisik dan mekanis agregat 3. Perancangan campuran AC-WC menggunakan spesifikasi Bina Marga 4. Analisa dan Pembahasan Pada pembahasan ini akan ditinjau pengaruh suhu dengan Kadar Aspal Optimum (KAO) yang sama terhadap Stabilitas Marsall, MQ, Flow, VIM, VFA, serta temperature optimum Pengaruh Temperatur Pada Campuran AC-WC Terhadap Karakteristik Marshall (Roza Mildawati) 2
J. Saintis, Volume 13 Nomor 2, Oktober 2013 untuk mendapatkan Stabilitas maksimum. Hasil analisa dan pembahasan yang telah diuraikan, selanjutnya dibuat kesimpulan dan saran. PENGUMPULAN DATA Data Fisik Agregat Data pengujian berat jenis (Specific gravity) dan penyerapan (Absorption) baik agregat untuk agregat kasar, agregat sedang, abu batu dan pasir dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel .1 Hasil Pengujian Berat Jenis (Specific Gravity) dan Penyerapan Agregat No .
Pengujian
1. 2. 3.
Berat Jenis (Bulk) Berat jenis semu (Apparent) Berat jenis kering Permukaan Jenuh (SSD)
4.
Penyerapan (%)
Agregat Kasar (gr/cm³)
Agregat Sedang (gr/cm³)
Abu Batu (gr/cm³)
2,602
2,506
2,620
2,628
Min. 2,5
2,621
2,565
2,621
2,646
Min. 2,5
2,652
2,663
2,695
2,676
Min. 2,5
0,736
2,362
1,060
0,690
Maks 3%
Pasir Persyaratan (gr/cm³)
Sumber: Hasil Analisis
Hasil pengujian abrasi pada Laboratorium Universitas Islam Riau, didapatkan nilai abrasi untuk Quarry Bangkinang 21,06%, agregat tersebut memenuhi persyaratan nilai abrasi yaitu <40% (SNI 03-2417-1991). Hasil pengujian Sand Equivalent untuk abu batu dari Quarry Bangkinang didapat 97,47% dan untuk pasir dari Quarry Bangkinang didapat 93,1%. Nilai tersebut diatas persyaratan yang ditentukan yaitu minimum 50% (SNI 03-4428-1997) Makin kecil nilai SE, berarti agregat kotor, dan makin besar nilai SE, berarti agregat makin bersih. Hasil Pengujian Aspal Hasil pengujian mutu aspal merupakan data sekunder, pengujian mutu ex. Singapura aspal penetrasi 60 – 70 dapat dilihat pada Tabel 2 Hasil pengujian aspal seperti yang tertera pada Tabel 2 dapat dijelaskan bahwa aspal tersebut layak digunakan sebagai bahan campuran perkerasan aspal dan memenuhi persyaratan yang ditentukan. Tabel. 2 Hasil Pengujian Aspal Nomor
Jenis Pengujian
1
Penetrasi
Satuan
Hasil Pengujian
0,1
63,24
Persyaratan Pengujian 60 – 70
Pengaruh Temperatur Pada Campuran AC-WC Terhadap Karakteristik Marshall (Roza Mildawati) 3
J. Saintis, Volume 13 Nomor 2, Oktober 2013
2
Titik Lembek
0
C
49,75
48 – 58
3
Titik Nyala
0
C
300
Min 200
4
Daktilitas
Cm
135
Min 100
Sumber: Manggiring, 2006
Kadar Aspal Optimum Penentuan nilai kadar aspal optimum pada penelitian ini berdasarkan standart Bina Marga yaitu dengan metode pita. Metode ini menggunakan parameter Marshall. Dalam penelitian ini dicari terlebih dahulu kadar aspal optimum yang akan digunakan dalam pencampuran setiap kombinasi suhu yang akan direncanakan. Hasil pengujian marshall dapat dilihat pada tabel 3 berikut. Tabel. 3 Hasil Pengujian Marshall Berdasarkan Kadar Aspal tengah No
Kadar Aspal (%)
Stabilitas
1
(kg)
Flow (mm)
MQ (kg/mm)
VMA (%)
VFA (%)
VIM (%)
2
3
4
5
6
7
8
1
4,5
1705,81
2,5
678,0
15,766
64,269
5,633
2
5
2271,11
3,0
738,1
15,576
80,105
4,233
3
5,5
2766,99
4,0
685,0
16,976
79,269
4,641
4
6
2102,51
5,4
384,1
16,539
89,081
2,939
5
6,5
2102,51
4,0
317,2
18,018
86,959
3,469
Sumber: Hasil Analisis
Hasil uji Marshall pada posisi kadar aspal yang memenuhi persyaratan campuran AC-WC dibuat diagram, sehingga didapatkan nilai Kadar Aspal Optimum 5,4%. Dari nilai kadar. Hasil Pengujian Marshall Pengujian Marshall digunakan untuk mengetahui besarnya nilai stabilitas dan nilai kelelehan dari campuran aspal yang direncanakan. Hasil pengujian Marshall dapat dilihat pada Tabel 4 berikut. HASIL DAN PEMBAHASAN Stabilitas Dari hasil penelitian di atas dapat disimpulkan, bahwa nilai stabilitas pada campuran aspal rata rata mengalami peningkatan tetapi pada suhu 200 sampai dengan 250 nilai stabilitas menurun yang disebabkan aspal terbakar atau mengalami oksidasi dan mengeras sehingga menyebabkan VIMnya meningkat dan nilai stabilitas turun. Pengaruh Temperatur Pada Campuran AC-WC Terhadap Karakteristik Marshall (Roza Mildawati) 4
J. Saintis, Volume 13 Nomor 2, Oktober 2013 Tabel.4 Hasil Pengujian Marshall N o 1
Kadar Aspal (%) 2
SUHU 0 C 3
1 5,4 80 2 5,4 110 3 5,4 140 4 5,4 160 5 5,4 170 6 5,4 200 7 5,4 220 8 5,4 250 Sumber:Hasil Analisis
Stabilitas (Kg) 4
575 1601 2593 2886 3456 4090 3456 1809
Flow (mm) 5
1,6 3,0 3,1 3,3 3,4 4,0 2,9 2,7
MQ (Kg/mm) 6
1.567 2.866 8.298 8.647 9.869 9.944 26.328 6.414
VMA (%) 7
25,230 18,867 17,816 17,150 17,146 15,244 18,717 24.709
VFA (%) 8
26 26,86 65,56 68,84 69,95 78,88 63,28 44.401
VIM (%) 9
14,335 7,045 5,840 5,078 5,073 2,894 6,872 13.738
Gambar.1 Hubungan Stabilitas Dengan Variasi Suhu Pada Kadar Aspal Optimum. Untuk memperoleh campuran perkerasan yang awet maka rongga-rongga antara agregat harus terisi aspal yang cukup untuk mendapatkan lapisan aspal yang baik. Dari hasil pengujian, nilai VFA pada campuran aspal naik dari suhu 800C sampai dengan suhu 2000C dan mengalami penurunan pada suhu 2000C ke 2500C . Jadi persentase rongga yang terisi oleh aspal ini dapat disimpulkan bahwa suhu yang terlalu rendah atau terlampau tinggi juga tidak baik untuk campuran aspal, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 3 berikut.
Pengaruh Temperatur Pada Campuran AC-WC Terhadap Karakteristik Marshall (Roza Mildawati) 5
J. Saintis, Volume 13 Nomor 2, Oktober 2013
Gambar. 2 Hubungan VFA Dengan Variasi Suhu Pada Kadar Aspal Optimum
Rongga Dalam Campuran ( Void In The Mix/ VIM) Nilai VIM merupakan ukuran yang umum dikaitkan dengan kekuatan dari campuran, semakin tinggi nilai VIM semakin besar rongga yang ada dalam campuran aspal. Bina Marga syaratkan nilai minimum dari VIM untuk campuran AC-WC adalah 3,5 s/d 5,5%. Nilai VIM untuk variasi kadar aspal dengan variasi suhu pada kadar aspal optimum dapat dilihat pada Gambar 4 berikut.
Pengaruh Temperatur Pada Campuran AC-WC Terhadap Karakteristik Marshall (Roza Mildawati) 6
J. Saintis, Volume 13 Nomor 2, Oktober 2013 Gambar. 3 Hubungan VIM Dengan Variasi Suhu Pada Kadar Aspal Optimum
Nilai VIM pada campuran aspal suhu 800C sampai 2000C mengalami penurunan tetapi pada suhu 2000C sampai suhu 2500C nilai VIM meningkat , yang disebabkan oleh terbakarnya aspal akibatnya tidak menyatu dengan campuran. Jika nilai VIM terlalu tinggi akan mengakibatkan meningkatnya proses oksidasi aspal yang dapat mempercepat penuaan aspal dan sebaliknya jika nilai VIM terlalu rendah akan mengakibatkan aspal meleleh keluar (bleeding) pada saat memikul beban lalu lintas, dan juga sesuai dengan sifat termoplastisnya yaitu aspal mencair jika temperaturnya bertambah. Kelelehan (flow) Flow (kelelehan) merupakan keadaan perubahan bentuk campuran yang terjadi akibat pembebanan sampai batas runtuh, sehingga stabilitas menurun yang menunjukkan besarnya deformasi yang terjadi pada lapis perkerasan akibat menahan beban yang diterimanya. Bina Marga syaratkan nilai minimum dari Flow untuk campuran AC-WC adalah 3mm.
Gambar. 4 Hubungan Flow Dengan Variasi Suhu Pada Kadar Aspal Optimum Dari hasil pengujian didapatkan nilai flow meningkat sesuai dengan bertambahnya suhu aspal dalam campuran, hal ini disebabkan karena aspal semakin besar menyelimuti agregat dalam campuran, ikatan antar agregat menjadi kecil dan mengakibatkan campuran aspal menjadi lebih lentur, dan grafik menurun dari suhu 2000 sampai 2500C ini disebabkan karena aspal terbakar akibatnya rongganya makin besar. AC-WC sebagai lapisan perkerasan diharapkan tidak mempunyai nilai flow yang terlalu rendah dan stabilitas yang terlalu tinggi karena bisa mengakibatkan campuran menjadi kaku dan getas sehingga mudah retak yang akhirnya akan menyebabkan lapisan tidak akan bertahan lama. Pengaruh Temperatur Pada Campuran AC-WC Terhadap Karakteristik Marshall (Roza Mildawati) 7
J. Saintis, Volume 13 Nomor 2, Oktober 2013 Marshall Quotient (MQ) Marshall Quotient (MQ) diperoleh dari hasil bagi antara stabilitas dengan Flow. Nilai MQ dipengaruhi oleh nilai stabilitas dan flow, serta merupakan indikator potensial terhadap keretakan pada perkerasan. Untuk hubungan suhu terhadap MQ dapat dilihat pada gambar 5.7 berikut:
Gambar. 5 Hubungan MQ Dengan Variasi Suhu Pada Kadar Aspal Optimum
Dari hasil penelitian, nilai MQ yang diperoleh cenderung naik sesuai dengan penambahan tinggi suhu yang digunakan. Nilai MQ yang rendah mengakibatkan campuran menjadi plastis serta akan mudah berubah bentuk bila mendapat beban lalu lintas seperti terjadinya alur dan gelombang. Namun jika nilai MQ terlalu tinggi menyebabkan campuran bersifat getas dan akan mudah retak. Bina Marga syaratkan nilai minimum dari MQ untuk campuran AC-WC adalah min 250 kg/mm. SIMPULAN Dari penelitian dan pembahasan mengenai pengaruh Temperature (suhu) dan abu batu yang berasal dari Quari Bangkinang dalam campuran Asphalt Concrete-Wearing Course (AC-WC) dapat diambil kesimpulan sebagai berikut ini : 1. Komposisi penggunaan agregat pada campuran AC-WC pada suhu 800C,1000C,1200C,1400C, 1600C, 1700C, 2000C, 2200C, 2500C adalah 8,41% agregat kasar, 32,87% agregat sedang, 44,15% agregat halus dan 14,57% pasir. 2. Nilai kadar aspal optimum yang diperoleh dari campuran ini adalah 5,4%. 3. Suhu Optimum untuk stabilitas pada campuran AC-WC dengan menggunakan Quari Bangkinang yaitu pada suhu 1800C. 4. Kenaikan suhu campuran membuat nilai stabilitas Marshall menjadi naik tetapi kondisi ini berlaku dari suhu 800C - 2000C sedangkan pada suhu 2200C sampai suhu 2500C Stabilitas dan Flow menurun karena pada suhu tersebut aspal mengalami oksidasi, tetapi pada suhu 2200C sampai suhu 2500C nilai VIM naik. Sedangkan Pada Pengaruh Temperatur Pada Campuran AC-WC Terhadap Karakteristik Marshall (Roza Mildawati) 8
J. Saintis, Volume 13 Nomor 2, Oktober 2013 suhu 800C sampai suhu 2000C menyebabkan semakin rendahnya nilai VIM khususnya pada campuran AC-WC dengan menggunakan Quari Bangkinang. 5. Dari grafik korelasi dengan melihat nilai R2 Squre antara suhu dengan Stabilitas (R2 = 0,875), Flow (R2 = 0,831),VIM (R2 = 0,902), VFA (R2 = 0,833) dan MQ (R2 = 0,676) memperlihatkan nilai yang signifikan. Saran 1. Perlu dilakukan penelitian yang sama dengan menggunakan variasi suhu yang sama dan material yang berbeda. 2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai penambahan filler atau bahan additif dengan variasi suhu yang sama. 3. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai keawetan dari campuran AC-WC dengan perbedaan suhu bila digunakan sebagai lapisan perkerasan.
DAFTAR PUSTAKA Departemen Pekerjaan Umum, No.13/PT/13/1983, Petunjuk Pelaksanaan Lapis Aspal Beton, Direktorat Jenderal Bina Marga, Jakarta Departemen Pekerjaan Umum, 1998, Spesifikasi Umum Untuk Jalan dan Jembatan, Direktorat Bina Marga. Departemen Pekerjaan Umum, 2006, Spesifikasi Umum Untuk Jalan dan Jembatan, Direktorat Bina Marga. Hardiyatmo, 2004, Pemeliharan Jalan Raya, Penerbit Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Kurniadjie, 1995, Kerusakan Bleeding Pada Lapisan Beraspal Akibat Pengaruh Temperatur Aspal Saat Pencampuran, Bandung. Laboratorium Transportasi Dan Jalan Raya, 2004, Diktat Pedoman Praktikum Aspal Dan Jalan Raya, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Islam Riau, Pekanbaru. Suprapto, 2004, Bahan dan Struktur Jalan Raya, Edisi Ketiga, Penerbit Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Sukirman, Silvia, 2003, Beton Aspal Campuran Panas, Granit, Jakarta. Suryadarma, H dan Susanto, B, 1999, Rekayasa Jalan Raya, Penerbit Universitas Atma Jaya, Yogyakarta.
Pengaruh Temperatur Pada Campuran AC-WC Terhadap Karakteristik Marshall (Roza Mildawati) 9
