PENGGUNAAN CTAM (Cement Treated Asphalt Mixture) JIKA DIBANDINGKAN DENGAN LATASTON SEBAGAI LAPIS PERKERASAN Sumarji Program Studi Teknik Sipil, Universitas Janabadra Yogyakarta, Jl. Tentara Rakyat Mataram 57 Yogyakarta Email:
[email protected]
ABSTRAK Konstruksi perkerasan lentur seiring dengan perkembangan pengetahuan selalu mengalami kemajuan atau inovasi untuk meningkatkan kinerja perkerasan. Pada saat ini telah dikembangkan suatu jenis perkerasan baru yang dikenal dengan nama CTAM ( Cement Treated Asphalt Mixture ) yang merupakan variasi dari perkerasan Porous. Untuk mengetahui kinerja CTAM, maka perlu dilakukan penelitian dengan membandingkannya sifat marshallnya dengan LATASTON sebagai jenis lapis perkerasan yang sangat sering digunakan. Penelitian dilakukan dengan membandingkan sifat Marshall yang diperoleh dari pengujian. Benda uji CTAM dan LATASTON yang digunakan adalah benda uji dengan kadar aspal standart yaitu 3%, 3,5%, 4%, 4,5%, 5%, 5,5%, 6% dan masingmasing variasi dibuat 3 contoh benda uji sehingga jumlah benda uji sebanyak 36 buah. Melihat hasil uji Marshall yang dilakukan, didapat nilai kadar aspal optimum untuk campuran LATASTON sebesar 5,725 % dan campuran CTAM sebesar 4,375 %. Untuk campuran LATASTON didapat nilai density 2,350 gr/cc, nilai VFWA 68 %, nilai VITM 5,4 %, nilai stabilitas 1100 kg, nilai flow 3,35 mm, nilai Marshall Quotient 370 kg/mm, sedangkan campuran CTAM diperoleh nilai density 2,475 gr/cc, VFWA 81 %, VITM 3,015 %, stabilitas 1220 kg, flow 3,25 mm, Marshall Quotient 385 kg/mm. Berdasarkan hasil pengujian tersebut terlihat bahwa CTAM sebagai jenis perkerasan baru sangat layak digunakan sebagai lapis perkerasan jalan, bahkan nilai-nilai Marshall yang diperoleh CTAM lebih baik dari LATASTON. Kata Kunci : CTAM, LATASTON, Marshall
1.
PENDAHULUAN
Banyak ragam lapis perkerasan jalan yang dipergunakan, salah satu diantaranya adalah Lapis Tipis Aspal Beton ( LATASTON ) atau HRS ( Hot Rolled Sheet ) merupakan lapis penutup yang terdiri dari campuran agregat yang bergradasi timpang, filler dan aspal keras dengan perbandingan tertentu, yang dicampurkan dan dipadatkan dalam keadaan panas ( hot mix ). Belakangan ini telah dikembangkan suatu jenis perkerasan baru, yaitu suatu perkerasan komposit yang merupakan kombinasi antara beton aspal bergradasi terbuka ( bersifat porous ) yang ruang udaranya diinjeksi dengan mortar semen sehingga menjadi suatu lapisan yang unik, dan campuran yang membentuk lapisan ini dikenal dengan nama Cement Treated Asphalt Mixture ( CTAM ). Berdasarkan latar belakang masalah tersebut diatas, maka diadakan penelitian guna menganalisis sejauh mana CTAM ( Cement Treated Asphalt Mixture ) dan LATASTON sebagai lapis perkerasan, memiliki daya tahan ( durabilitas ) yang ditinjau dari sifat Marshallnya. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kualitas CTAM dengan membandingkan nilai-nilai yang didapat dari kedua jenis lapis perkerasan tersebut berdasarkan pengujian yang dilakukan di Laboratorium.
2.
TINJAUAN PUSTAKA
Perkerasan jalan lapisan terdiri dari bahan-bahan material yang berbeda dan mampunyai tebal yang berbeda pula. Mutu bahan material semakin ke atas harus semakin baik karena lapisan paling atas akan memikul beban paling besar dan harus dapat menyebarkan beban roda kendaraan ke lapisan berikutnya sedemikian sehingga mampu ditahan oleh tanah dasar (sub grade), perkerasan secara umum dapat dibagi menjadi tiga macam (Sukirman, 1992 ), yaitu : Perkerasan kaku (rigid pavement), perkerasan lentur (flexible pavement) dan perkerasan campuran (composite pavement) yang merupakan kombinasi perkerasan kaku dan lentur. Lataston/HRS (Hot Rolled Sheet) (Bina Marga, 1983) merupakan lapis penutup yang terdiri dari campuran antara agregat bergradasi timpang, mineral pengisi (filler), dan aspal keras dengan perbandingan tertentu, yang dicampur dalam keadaan panas (hot mix). Hot Rolled Sheet (HRS) terdiri dari dua macam yaitu HRS – A dan HRS – B. CTAM (Cement Treated Asphalt Mixture) menurut (Randy et al. 1991, Gary et al., 1997, dan Zamhari, 2000), merupakan campuran aspal porous (porous asphalt) yang bergradasi terbuka pada umumnya tidak direncanakan untuk memiliki kekuatan struktural. Campuran ini ditujukan untuk peningkatan fungsional jalan, seperti
SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5 Universitas Sumatera Utara, Medan - 14 Oktober 2011
T-93
Transport peningkatkan keamanan (kekesatan), meredam kebisingan, dan mengurangi cipratan air pada waktu hujan. Lapisan yang menggunakan campuran ini, sering juga disebut drainage layer, dan sudah pernah dicoba di Indonesia. Hasil percobaan tersebut menunjukkan bahwa lapis tersebut kurang efektif untuk jangka lama khususnya pada jalan dengan kecepatan lalu lintas yang rendah, karena setelah berberapa bulan bagian yang porous akan tersumbat oleh debu. Teknologi campuran beraspal porous terus dikembangkan dengan memperkenalkan berberapa tipe lainnya. Satu diantaranya adalah Cement Treated Asphalt Mixture ( CTAM ), yaitu campuran beraspal porous yang rongga udaranya ( void ) diinjeksi ( grouting ) dengan mortar semen, sehingga menghasilkan campuran beraspal semi-kaku. Perkerasan ini pertama kali diperkenalkan di Prancis. Keberhasilan jenis perkerasan ini di Prancis memicu perkembangan selanjutnya di Negara-negara Eropa, Afrika, Pasifik dan Amerika Utara. Istilah lain yang mengacu pada CTAM adalah Grouting Macadam (UK), Resin Modified Pavement (USA), Salviacim ( Prancis ) dan Densiphalt ( Swedia ). Nakamishi (2002) yang melakukan penelitian di Jepang, mengatakan bahwa perkerasan semi-lentur mempunyai nilai lebih dibandingkan dengan perkerasan biasa. Kelebihan tersebut seperti tahan terhadap alur roda, tahan terhadap minyak, warna perkerasan bias dibuat lebih cerah, lebih nyaman untuk berkendaraan dan lebih tahan terhadap keausan akibat beban roda kendaraan. Sundhal dan Hede ( 2002 ) menyatakan bahwa perkerasan semi-lentur mempunyai hasil yang sangat bagus pada uji coba yang telah dilakukan di berberapa tempat di Denmark seperti lapangan terbang, pelabuhan laut, fasilitas industri dan terminal bis. Bahan Penyusun CTAM terdiri dari apal, pasta semen dan agregat. Tabel 1. Gradasi agregat campuran aspal porous Diameter Saringan( mm ) 26,9 19,0 13,2 4,75 2,36 0,60 0,30 0,15 0,075 Sumber : Yamin ( 2002 )
3.
Gradasi( % lolos ) 100 93-100 10-70 12-30 7-20 6-14 5-12 4-8 2-6
LANDASAN TEORI
Density / Kepadatan, yaitu tingkat kepadatan suatu campuran perkerasan Density =
Berat kering benda uji
( gr/cc ) (1) Volume benda uji Prosentase rongga dalam campuran / VITM ( Void In The Mix ), adalah prosentase rongga udara terhadap volume total campuran setelah dipadatkan. Nilai VITM akan semakin kecil apabila kadar aspal semakin besar. VITM yang semakin tinggi akan mengakibatkan kelelahan yang semakin cepat berupa alur dan retak.
é 100 x Berat volume benda uji (gr/cc) ù ú %. Berat jenis ( g r / c c ) ë û
VITM = 100 ê
(2)
Prosentase rongga terisi aspal / VFWA (Void Filled With Asphalt ), yaitu prosentase rongga dalam campuran yang terisi aspal yang nilainya akan naik berdasarkan naiknya kadar aspal sampai batas tertentu sampai rongga telah penuh, artinya rongga dalam campuran telah terisi penuh aspal maka persentase kadar aspal yang mengisi rongga adalah persen kadar aspal maksimum.
é
VFWA = ê100 x
ë
ù ú %. Kadar rongga dalam aspal û Volume aspal
(3)
Stabilitas adalah kemampuan suatu campuran beton aspal untuk menerima beban hingga terjadi kelelehan plastis yang dinyatakan dalam satuan kilogram ( kg ). Stabilitas sangat tergantung pada: jumlah pemadatan, gradasi, kekerasan agregat, kadar dan viskositas aspal, gesekan antata agregat, jumlah rongga antar agregat, kohesi atau daya ikat antar campuran. Kelelehan plastis (flow) menunjukkan besarnya penurunan ( deformasi ) benda uji, campuran dengan angka kelelehan tinggi serta stabilitas rendah diatas batas maksimum akan cenderung plastis. Campuran dengan angka kelelehan rendah dan stabilitas tinggi di bawah batas optimum akan cenderung bersifat getas dan mudah retak apabila ada pembebanan.
T-94
SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5 Universitas Sumatera Utara, Medan - 14 Oktober 2011
Transport
Marshall Quotient adalah perbandingan antara nilai stabilitas dan flow yang digunakan sebagai pendekatan terhadap nilai tingkat kekuatan suatu campuran. Stabilitas yang tinggi dan flow yang rendah akan menghasilkan perkerasan yang kaku dan getas, sebaliknya stabilitas yang rendah dan flow yang tinggi akan menghasilkan perkerasan yang plastis dan cepat mengalami deformasi. Nilai Marshall Quotient ( MQ ) pada perencanaan perkerasan pada metode Marshall digunakan sebagai pendekatan nilai fleksibilitas perkerasan. Fleksibilitas akan naik disebabkan oleh penambahan kadar aspal dan akan turun setelah sampai pada batas optimum yang disebabkan berubahnya fungsi aspal sebagai bahan pengikat menjadi pelicin ( bleeding ). MQ =
4.
Stabilitas (kg) Flow (mm)
(kg/mm)
(4)
METODOLOGI PENELITIAN
Bahan yang digunakan berupa agregat kasar /coarse aggregate ( CA ), medium aggregate ( MA ), fine aggregate ( AF ) dan pasir yang berasal dari Kali Clereng Kulon Progo Yogyakarta. Aspal yang digunakan pada penelitian ini adalah asalpal keras dengan penetrasi 60-70 yang diperoleh dan diproduksi dari PT. Pertamina.Untuk pembuatan pasta semen, digunakan semen Portland merek Tiga Roda dengan kadar 50%. Aditif yang digunakan pada pasta semen adalah Sika Bond dari PT. Sika Nusa Pratama dengan kadar 35% dan air dengan kadar 35%. Benda uji dibuat dengan jumlah 36 buah yang terdiri dari 18 buah benda uji LATASTON dan 18 buah benda uji CTAM. Pengujian dilakukan terhadap 2 jenis pengujian campuran CTAM dan LATASTON normal yaitu uji Marshall yang dimodivikasi untuk benda uji CTAM dan uji Marshall standar untuk benda uji LATASTON.
5.
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Tabel 2. Sifat marshall campuran LATASTON No
Agregat
1 2 3 4 5 6
Density (gr/cc) VFWA (%) VITM (%) Stabilitas (kg) Flow (mm) MQ (kg/mm)
3,5 2,26 38,82 11,74 816,89 5,03 162,59
4 2,27 44,29 10,60 962,74 4,70 204,61
Kadar Aspal (%) 4,5 5 5,5 2,30 2,29 2,34 51,85 55,20 66,02 8,75 8,33 5,69 780,04 998,33 1048,99 5,10 4,60 3,83 152,95 218,40 313,26
6 2,34 70.98 4,75 1189,95 2,75 442,06
Tabel 3. Sifat marshall campuran CTAM Kadar Aspal (%) No Agregat 3,5 4 4,5 5 5,5 6 2,46 2,48 2,46 2,46 2,45 2,47 1 Density (gr/cc) 2 VFWA (%) 68,61 80,23 81,23 87,20 89,56 98,35 VITM (%) 4,49 3,02 3,01 2,20 1,98 0,56 3 Stabilitas (kg) 1404,62 1343,82 1176,33 1207,85 1216,79 1124,89 4 Flow (mm) 2,07 2,77 3,37 3,70 3,60 4,30 5 6 MQ (kg/mm) 530,78 488,02 352,57 330,73 337,79 262,76 Berdasarkan sifata marshall, didapat kadar aspal optimum campuran LATASTON normal 5,725 %, sedangkan campuran CTAM didapat kadar aspal optimum sebesar 4,375 %
SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5 Universitas Sumatera Utara, Medan - 14 Oktober 2011
T-95
Transport
Grafik Density 3 Density 2,5( gr/cc )
2,48
2,46
2,3
2,27
2,26
2
2,47
2,45
2,46
2,46
2,34
2,34
2,29
LATASTON
1,5
CTAM
1 0,5 0 3,5
4
4,5
5
5,5
6
% Kadar Aspal
Gambar 1. Grafik hubungan kadar aspal dengan Density Pada CTAM density mengalami penurunan dengan bertambahnya kadar aspal, nilai tertinggi terdapat pada kadar aspal 4 % sebesar 2,48 gr/cc dan yang terendah pada kadar aspal 5,5 % sebesar 2,45 gr/cc. Pada kadar aspal optimum nilai density pada campuran LATASTON sebesar 2,350 gr/cc dan pada campuran CTAM sebesar 2,475 gr/cc. campuran CTAM memiliki density lebih tinggi dibanding campuran LATASTON, hal ini menunjukkan bahwa dengan penambahan mortar semen pada campuran porous dapat menambah kerapatan campuran yang telah dipadatkan sehingga menjadi lebih padat. Grafik VFWA 120 100
98,35 89,56
87,2
VFWA ( % )
80
81,23
80,23
70,98
68,61
66,02
60 40
LATASTON
55,2
51,85
CTAM
44,29
38,82
20 0 3,5
4
4,5
5
5,5
6
% Kadar Aspal
Gambar 2. Grafik hubungan kadar aspal dengan VFWA Dari gambar di atas VFWA campuran LATASTON maupun CTAM naik dengan bertambahnya kadar aspal pada campuran. Campuran LATASTON terendah adalah 38,82 % pada kadar aspal 3,5 %, dan nilai tertinggi sebesar 70,98 % pada kadar aspal 6 %, sedangkan nilai VFWA terendah untuk campuran CTAM sebesar 68,61 % pada kadar aspal 3,5 %, dan nilai tertinggi sebesar 98,35 % pada kadar aspal 6 %. pada kadar aspal optimum nilai VFWA campuran LATASTON sebesar 68 % dan pada campuran CTAM sebesar 81 %, berarti nilai VFWA untuk campuran CTAM lebih tinggi dibandingkan nilai VFWA pada campuran LATASTON. Grafik VITM 14 12
11,74 10,6
10 VITM ( % )
8,75
8
8,33 LATASTON
6
5,69
4,75
CTAM
4,49
4
3,02
3,01
2,2
2
1,98 0,56
0 3,5
4
4,5
5
5,5
6
% Kadar Aspal
Gambar 3. Grafik hubungan kadar aspal dengan VITM Nilai VITM campuran LATASTON yang memenuhi persyaratan adalah pada kadar aspal 5,5 % - 6 % dengan nilai VITM sebesar 5,69 % - 4,75 % dan pada campuran CTAM yang memenuhi persyaratan ada pada kadar aspal 3,5 % - 4,5 % dengan nilai VITM sebesar 4,49 % - 3,01 %. Pada kondisi aspal optimum untuk campuran LATASTON
T-96
SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5 Universitas Sumatera Utara, Medan - 14 Oktober 2011
Transport nilai VITM sebesar 5,4 % dan pada campuran CTAM sebesar 3,015 %, hal ini terjadi pada CTAM karena selain rongga diisi oleh aspal juga diisi oleh mortar semen. Grafik Stability 1600 1404,62
1400
1343,82 Stabilitas 1200( kg )
1189,95 1207,85
1176,33
1000
998,33
962,74 800
816,89
1216,79 1124,89 1048,99 LATASTON
780,04
CTAM
600 400 200 0 3,5
4
4,5
5
5,5
6
% Kadar Aspal
Gambar 4. Grafik hubungan kadar aspal dengan Stabilitas Dari gambar terlihat campuran CTAM lebih tinggi dibandingkan LATASTON. Stabilitas terendah untuk campuran CTAM sebesar 1124,89 kg pada kadar aspal 6 % dan tertinggi 1404,62 kg pada kadar aspal 3,5 %, sedangkan campuran LATASTON nilai terendah 816,89 kg pada kadar aspal 3,5 % dan tertinggi 1189,95 kg pada kadar aspal 6 %, ini berbanding terbalik dengan CTAM. Pada kondisi kadar aspal optimum nilai stabilitas campuran LATASTON sebesar 1100 kg dan pada CTAM sebesar 1220 kg. Nilai stabilitas yang tinggi pada CTAM disebabkan selain gradasi dan kadar aspal juga dibantu oleh mortar semen yang di grouting pada CTAM, semakin lama umur mortar semen maka tingkat kekerasannya semakin tinggi. Grafik Flow 6 5
5,03
5,1 4,7
4,3
4,6
Flow ( mm )
3,83
4
3,37
3 2,7
2,77
3,5
4
3,7
3,6
LATASTON
2,75
CTAM
2 1 0 4,5
5
5,5
6
% Kadar Aspal
Gambar 5. Grafik hubungan kadar aspal dengan Kelelehan ( Flow ) Dengan melihat gambar 5. terlihat bahwa nilai flow pada campuran CTAM data terendah 2,7 mm pada kadar aspal 3,5 % dan tertinggi 4,3 mm pada kadar aspal 6 %, sedangkan campuran LATASTON nilai terendah 2,75 mm pada kadar aspal 6 % dan nilai tertinggi 5,03 mm pada kadar aspal 3,5 %. Pada kondisi aspal optimum untuk campuran LATASTON sebesar 3,35 mm dan pada CTAM sebesar 3,25 mm. Dari hasil tersebut terlihat nilai flow yang hampir sama pada kadar aspal optimum, ini disebabkan oleh kelekatan antara agregat dan aspal yang sama dan juga tingkat kekerasan batuan yang sama. Nilai campuran dengan angka kelelehan tinggi dan stabilitas rendah di atas batas maksimum akan cenderung plastis, namum campuran dengan angka kelelehan rendah dan stabilitas tinggi dibawah batas optimum akan cenderung bersifat getas dan mudah retak apabila ada pembebanan.
SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5 Universitas Sumatera Utara, Medan - 14 Oktober 2011
T-97
Transport
Grafik MQ 600 530,78
500
488,02
442,09
MQ ( Kg/mm )
400
352,57
330,73
337,79 LATASTON
300
313,26 204,61
218,4
200 162,59
262,76
CTAM
152,95
100 0 3,5
4
4,5
5
5,5
6
% Kadar Aspal
Gambar 5.8. Grafik hubungan kadar aspal dengan Marshall Quotient Nilai Marshall Quotient pada campuran LATASTON naik dan turun pada kadar aspal 4,5 % dan terus naik, nilai terbesar pada kadar aspal 6 % dengan nilai 442,09 kg/mm. Pada kadar aspal optimum diperoleh dari Marshall Quotient sebesar 370 kg/mm pada kadar aspal 5,725 %. Untuk campuran CTAM semakin besar kadar aspalnya nilainya semakin turun, nilai terkecil pada kadar aspal 6 % dengan nilai 262,76 kg/mm dan untuk kadar aspal optimum sebesar 385 kg/mm pada kadar aspal 4,375 %. Jika dibandingkan antara kedua campuran tersebut maka nilai Marshall Quotient campuran CTAM lebih besar dari nilai Marshall Quotient campuran LATASTON. Hal ini bisa disebabkan karena mortar semen masuk secara sempurna ke rongga campuran porous, disamping itu nilai Marshall Quotient dipengaruhi oleh nilai stabilitasnya yang tinggi sedangkan flow-nya rendah sehingga Marshall Quotient menjadi tinggi, tetapi dalam penelitian ini campuran CTAM sudah memenuhi persyaratan yang diijinkan oleh Bina Marga serta telah memenuhi sifat-sifat Marshall.
6.
KESIMPULAN
Dari hasil uji Marshall berdasarkan kadar aspal optimum: Density CTAM sebesar 2,466 gr/cc lebih besar dibandingkan LATASTON yang sebesar 2,350 gr/cc., VFWA campuran LATASTON sebesar 68 % lebih kecil dibandingkan VFWA pada CTAM yang sebesar 81 %, VITM campuran LATASTON sebesar 5,4 % lebih besar dibandingkan dengan nilai VITM pada campuran CTAM yang sebesar 3,015 %, stabilitas campuran LATASTON sebesar 1100 kg lebih kecil dibandingkan nilai stabilitas campuran CTAM yang sebesar 1220 kg, Flow campuran LATASTON sebesar 3,35 mm lebih besar dibandingkan dengan nilai Flow pada campuran CTAM yang sebesar 3,25 mm, Marshall Quotient campuran LATASTON sebesar 370 kg/mm lebih kecil dibandingkan dengan nilai Marshall Quotient pada campuran CTAM yang sebesar 385 kg/mm. Melihat hasil yang didapat pada pengujian Marshall di atas maka dapat ditarik kesimpulan bahwa penambahan mortar semen pada campuran Porous ternyata meningkatkan nilai-nilai Marshall yang signifikan pada campuran tersebut. Pada kadar aspal yang rendah yaitu 3 % - 3,5 %, campuran CTAM mempunyai nilai stabilitas yang sangat tinggi sehingga penghematan pemakaian aspal dapat dilakukan.
DAFTAR PUSTAKA Gary Anderton and Randy Ahlrich, 1997., Resin Modified Pavement: A Composite Paving Material, Proceeding , Eighth Internasional Conference on Asphalt Pavements. Vol. 1. University of Washingthon, Seattle. Washington. Gunawan D, Elkhasnet dan Yamin R. Anwar, 2004, Pengaruh Kuat Tekan Mortar Pada Modulus Kekakuan Resilent Cement Treated Asphal Mixture, Simposium VII FSTPT, Bandung. Karami, M, 2004, Evaluasi Kinerja Campuran Beraspal Semi Lentur, Simposium VII FSTPT. Bandung. Nakamishi, Hiromitsu, 2002, Semi Flexibel Pavement, makalah disampaikan pada workshop April 2002, Universitas Lampung. Sundhal, J dan Hede, J., 2002, Semi Flexible Material for Heavy Duty Pavement, Abstrak dari Ramboll, Departement of Roads and Airfield, Denmark. Yamin R. Anwar dan Siswosoebrotho, B. I. 2002, Modifikasi Marshall Dalam Perencanaan Campuran Aspal porous untuk Cement Treated Asphalt Mixture, Jurnal TEKNIK SIPIL ITB No. 3. Vol . 5. Bandung. Yamin R. Anwar, Siswosoebroto B. I. dan Kurniadji, 2004, Kinerja Cement Treated Asphal Mixture Berdasarkan Hasil Pengujian Di Laboraturium, Jurnal TEKNIK SIPIL No. 1. Vol. 4. Bandung.
T-98
SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5 Universitas Sumatera Utara, Medan - 14 Oktober 2011
