SIFAT-SIFAT MARSHALL PADA LAPIS TIPIS CAMPURAN ASPAL PANAS MENGGUNAKAN ASPAL MODIFIKASI ETHYLENE VINYL ACETATE (EVA) Marshall Characteristics in Thin Surfacing Hot Mix Asphalt using Ethylene Vinyl Acetate (EVA)-modified Asphalt.
Skripsi Diajukan Sebagai Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun Oleh:
PRASDITA NOVRIANDI I 0111082
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015
i
ii
iii
MOTTO “Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, silih bergantinya malam dan siang, bahtera yang berlayar di laut membawa apa yang berguna bagi manusia, dan apa yang Allah turunkan dari langit berupa air, lalu dengan air itu Dia hidupkan bumi sesudah mati (kering)-Nya dan Dia sebarkan di bumi itu segala jenis hewan, dan pengisaran angin dan awan yang dikendalikan antara langit dan bumi; sungguh (terdapat) tanda-tanda (keesaan dan kebesaran Allah) bagi kaum yang memikirkan.” (Q.S. Al-Baqarah: 164) “Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan (Q.S. Al-Insyirah: 5-6)
PERSEMBAHAN
ALLAH S.W.T, Maha Besar, Tuhan Semesta Alam, dan Maha pemilik dunia beserta seisinya. Yang selalu memberikan nikmat-Nya dan barokah-Nya kepada ku.
Rasulullah Muhammad S.A.W, yang telah membawa Islam ke dunia ini. Terima kasih ya Rasulullah. Semoga hamba salah satu umat yang bersama engkau di surga Al-jannah, allahumaamiin.
Rini Hariyanti, mama dan Edy Sukartomo, papa yang telah merawat ku dari dalam kandungan sampai sekarang , yang selalu mendoakan ku, yang selalu menyayangiku dan mendukungku.
Priska Selviarindi dan Priastantio Novanda, kakak dan adik ku tercinta
Keluarga “Rumah Pohon” ,“Kosan Kentang”, dan tim futsal “Manis Manja”.
iv
ABSTRAK Prasdita Novriandi, 2015. Sifat-sifat Marshall PadaLapis Tipis Campuran Aspal Panas Menggunakan Aspal Modifikasi Ethylene Vinyl Acetate (EVA) . Skripsi. Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Salah satu metode pemeliharaan perkerasan lentur yaitu pelapisan ulang. Namun pelapisan ulang yang dilakukan secara terus-menerus, akan mengakibatkan masalah yang kompleks. Thin Surfacing Hot Mix Asphalt (TSHMA) merupakan teknologi untuk mengurangi ketebalan pada pelapisan ulang yang memiliki ketebalan sekitar 20-40mm. Karena TSHMA menghasilkan nilai stabilitas pada uji Marshall yang rendah, maka diperlukan modifikasi pada aspal untuk meningkatkan nilai stabilitas. Ethylene Vinyl Acetate (EVA) merupakan jenis plastomer yang dapat menjadi bahan tambah pada aspal karena memiliki kelebihan untuk meningkatkan nlai stabilitas. Penelitian ini bertujian untuk mengetahui kadar aspal optimum (KAO) dan karakteristik Marshall pada TSHMA menggunakan aspal modifikasi EVA. Penelitian ini juga membandingkan hasil penelitian dengan karakteristik Marshall TSHMA menggunakan aspal Retona Blend 55 dan Aspal Penetrasi 60/70. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen. Penelitian ini melakukan pengujian Marshall dengan gradasi medium dari National Asphalt Pavement Association, North Carolina. KAO didapat dengan melakukan pengujian Marshall terhadap 5 varian job mix dengan kadar aspal (Pb-1)%, (Pb-0,5)%, (Pb)%, (Pb+0,5)%, (Pb+1)%. Aspal yang digunakan adalah Aspal penetrasi 60/70 yang dimodifikasi dengan EVA hasil dari penelitian Mawid D. (2015). Penelitian ini menganalisis hasil karakteristik Marshall TSHMA menggunakan aspal modifikasi EVA yang menjadi data primer dan membandingkan dengan data sekunder TSHMA menggunakan Aspal Retona Blend 55 dan Aspal Penetrasi 60/70 yang menggunakan gradasi yang sama pada penelitian S. Sukmana, (2014). Pada penelitian ini menghasilkan KAO sebesar 5.80 %, stabilitas 930kg, Marshall Quotient sebesar 310 kg/mm, Flow sebesar 2.9 mm, Porositas sebesar 3.91%, dan Sg mix sebesar 2.13 gr/cc. Nilai stabilitas TSHMA menggunakan aspal modifikasi EVA menghasilkan nilai 77% lebih besar apabila dibandingkan dengan TSHMA menggunakan Aspal Retona Blend 55 dan 43% lebih besar apabila dibandingkan dengan Aspal Penetrasi 60/70 dan memenuhi standar LASTON AC-WC Bina Marga. Kata kunci: Ethylene Vinyl Acetate (EVA), Lapis Tipis Campuran Aspal Panas, Marshall Test, Thin Surfacing Hot Mix Asphalt (TSHMA).
v
ABSTRACT
Prasdita Novriandi, Ary Setyawan, Djumari 2015. Marshall Characteristics in Thin Surfacing Hot Mix Asphalt using Ethylene Vinyl Acetate (EVA)-modified Asphalt. Thesis. Civil Engineering Study Program of Sebelas Maret University. One of elastic hardening maintenance methods is recasting. However, repeated recasting will result in complex problem. Thin Surfacing Hot Mix Asphalt (TSHMA) is a technology of reducing thickness in recasting with about 20-40 mm thickness. Because TSHMA provides low stability value in Marshall test, asphalt modification is required to improve the stability value. Ethylene Vinyl Acetate (EVA) is a type of plastomer that can be supporting material in asphalt because it has advantage of improving stability value. This research aimed to find out the optimum bitumen content (OBC) and Marshall characteristics of TSHMA using EVA-modified asphalt. This research also compared the result of research with Marshall characteristics of TSHMA using Retona Blend 55 and Penetration 60/70 asphalt. This research employed experimental method. This study conducted Marshall Test with medium gradation from National Asphalt Pavement Association, North Carolina. OBC was obtained by carrying out Marshall Test on 5 job mix variants with asphalt level (Pb-1)%, (Pb-0.5)%, (Pb)%, (Pb+0.5)%, (Pb+1)%. The asphalt used in penetration asphalt 60/70 modified with EVA resulting from Mawid D’s (2015) research. This research analyzed the result of Marshall characteristics of TSHMA using EVA modified-asphalt becoming primary data and comparing it with secondary data of TSHMA using Retona Blend 55 and Penetration 60/70 Asphalt using the same gradation in S. Sukmana’s (2014) study. This study obtained OBC of 5.80%, stability of 930kg, Marshall Quotient of 310 kg/mm, Flow of 2.9 mm, porosity of 3.91% and Sg mix of 2.13 g/cc. The stability value of TSHMA using EVA-modified asphalt provided value 77% higher than the one using Retona Blend 55 asphalt and 43% higher than the one using Penetration 60/70 asphalt and qualifying standard LASTON AC-WC of Bina Marga.
Keywords: Ethylene Vinyl Acetate (EVA), Marshall Test, Thin Surfacing Hot Mix Asphalt (TSHMA).
vi
PRAKATA Puji syukur penyusun panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, yang telah melimpahkan berkah dan rahmat-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan penelitian ini dengan judul Sifat-Sifat Marshall Pada Lapis Tipis Campuran Aspal Panas Menggunakan Aspal Modifikasi Ethylene Vinyl Acetate (Eva) dengan baik dan lancar. Penelitian ini merupakan syarat untuk meraih gelar Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penyusun berharap semoga laporan ini berguna bagi para pembaca untuk menambah pengetahuan secara teori yang diperoleh di bangku kuliah. Penyusunan laporan ini kami banyak menerima bantuan dari berbagai pihak, oleh karena itu kami ucapkan terima kasih kepada : 1. Ir. Ary Setyawan, M.Sc., P.hD. selaku dosen pembimbing 1 yang telah memberikan pengarahan selama penyusunan skripsi 2. Ir. Djumari, M.T. selaku dosen pembimbing 2 yang telah memberikan pengarahan selama penyusunan skripsi. 3. Ir. Sofa Marwoto selaku pebimbing akademik selama kuliah di Teknik Sipil UNS. 4. Seluruh rekan-rekan mahasiswa S1 Regular Teknik Sipil UNS angkatan 2011, 5. Seluruh pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu yang telah membantu kelancaran tugas kerja hingga terwujudnya laporan ini.
Penyusun menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak kekurangan dan keterbatasan pengetahuan dan pengalaman serta masih kurangnya pemahaman yang penyusun miliki sehingga dalam penyusunan laporan ini banyak kekurangan, Oleh karena itu penyusun berharap dengan segala kerendahan hati untuk kritik dan saran yang bersifat membangun sangat kami harapkan. Akhir kata kami berharap semoga laporan ini berguna dan bermanfaat bagi semua yang memerlukan. Surakarta, Desember 2015
Penulis
vii
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ………………….…………………………………..
i
LEMBAR PERSETUJUAN………………….……………………………..
ii
HALAMAN PENGESAHAN………………..………………………...........
iii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN……………………………………...........
iv
ABSTRAK……..…..…………………………………………………...........
v
ABSTRACT……………..……………………………………………...........
vi
PRAKATA………..………..…………………………………………...........
vii
…………………………………………………………….
viii
DAFTAR GAMBAR ………………………………………………………
xi
DAFTAR TABEL …………………………………………………………
xii
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ………………………………………
xiii
DAFTAR ISI
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah.......................................................................
1
1.2
Rumusan Masalah.................................................................................
3
1.3
Batasan Masalah...................................................................................
3
1.4
Tujuan Penelitian..................................................................................
4
1.5
Manfaat Penelitian................................................................................
4
BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1
Tinjauan Pustaka.................................................................................
5
2.2
Dasar Teori ….....................................................................................
6
2.2.1
Pembebanan Pada Perkerasan Jalan...................................................
6
2.2.2
Struktur Perkerasan............................................................................
8
2.2.3 Thin Surfacing Hot Mix Asphalt (THSMA).........................................
9
2.2.4 Spesifikasi Penyusun Campuran THSMA...........................................
10
2.2.5
Material Penyusun THSMA.................................................................
11
2.2.6
Karakteristik Campuran.......................................................................
16
viii
Halaman 2.2.7
Pengujian Campuran THSMA..............................................................
20
BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1
Umum ..................................................................................................
21
3.2
Data ......................................................................................................
21
3.2.1
Data Primer ..........................................................................................
22
3.2.2
Data Sekunder.......................................................................................
22
3.3
Diagram Alir Penelitian........................................................................
23
3.4
Alat dan Bahan ………………...........................................................
24
3.4.1
Alat……………………………………..............................................
24
3.4.2
Bahan...................................................................................................
25
3.5
Pemeriksaan Bahan.............................................................................
26
3.5.1
Pemeriksaan Aspal……......................................................................
26
3.5.2
Pemeriksaan agregat ………………..................................................
29
3.5.3
Pemeriksaan Filler..............................................................................
29
3.5.4
Pemeriksaan EVA…............................................................................
29
3.6
Pembuatan Benda Uji …………………............................................
30
3.6.1
Penentuan Gradasi ………………………………..............................
30
3.6.2
Penentuan Kadar Aspal Optimum (KAO) .........................................
30
3.7
Pengujian Benda Uji ….......................................................................
32
BAB 4 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1
Data Pemeriksaan Bahan Penelitian......................................................
33
4.1.1
Data Pemeriksaan Agregat....................................................................
33
4.1.2
Data Pemeriksaan Aspal........................................................................
33
4.1.3
Data Pemeriksaan Filler........................................................................
34
4.2
Pembuatan Benda Uji............................................................................
34
4.2.1
Penentuan Gradasi Terbaik……............................................................
34
4.2.2
Penentuan Kadar Aspal Optimum Dengan Gradasi Terbaik.................
35
ix
Halaman 4.2.3
Perbandingan Karakteristik Marshall pada KAO dengan Campuran Aspal Yang Lain.................................................................................
47
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan...........................................................................................
50
5.2
Saran………………………..................................................................
50
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A LAMPIRAN B LAMPIRAN C
x
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Distribusi beban Roda Pada Lapisan Perkerasan Jalan ……..
7
Gambar 2.2. Polimer EVA yang digunakan dalam penelitian …………….
15
Gambar 3.1. Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian ………………………
23
Gambar 3.2. Alat Uji Marshall …………………………………………...
23
Gambar 4.1. Grafik hubungan kadar aspal dengan Densitas ………….…
42
Gambar 4.2. Grafik hubungan kadar aspal dengan pori ……………….…
43
Gambar 4.3. Grafik hubungan kadar aspal dengan stabilitas ……….……
44
Gambar 4.4. Grafik hubungan kadar aspal dengan flow……………….…
45
Gambar 4.5. Grafik hubungan kadar aspal dengan Marshall Quotient..…
46
Gambar 4.6. Grafik Perbandingan TSHMA Menggunakan Aspal Modifikasi EVA dengan Aspal Retona Blend 55 dan Aspal PEN 60/70..
xi
50
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1.
Tabel Perbedaan Antara perkerasan Lentur dan Perkerasan Kaku 6
Tabel 2.2.
Persentase Agregat Lolos pada Batas Bawah, Median dan Batas Atas…………………………………………………………….
10
Tabel 2.3.
Klasifikasi Polimer ……………………………………………. 14
Tabel 3.1.
Jumlah Benda Uji Untuk Menentukan Kadar Aspal Optimum... 25
Tabel 4.1.
Bentuk Dan Ukuran Agregat Yang Dipakai Dalam Penelitian... 30
Tabel 4.2.
Data Pemeriksaan Aspal Yang Dipakai Dalam Penelitian….....
Tabel 4.3.
Spesifikasi Gradasi Campuran Thin Surfacing Hot Mix Asphalt. 35
Tabel 4.4.
Kebutuhan Agregat dan Aspal Tiap Mould Kadar Aspal 4.5%.. 37
Tabel 4.5.
Data Pemeriksaan Benda Uji Marshall………………………..
38
Tabel 4.6.
Data Analisis dan Uji Marshall………………………………..
41
Tabel 4.7.
Perbandingan Karakteristik TSHMA dengan Laston AC - WC.. 47
Tabel 4.8.
Gradasi medium NAPA pada penelitian terdahulu …………
Tabel 4.9.
Perbandingan TSHMA Menggunakan aspal Modifikasi EVA dengan Aspal Retona Blend 55 dan Aspal Penetrasi 60/70………..…..
xii
33
48
49
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL %
= prosentase/persen
°C
= derajat Celcius
A
= Luas permukaan benda uji (m2)
AC
= Asphalt Concrete / Aspal Beton
BC
= Base Course / Lapis Pondasi Atas
CA
= Coarse Aggregate / Agregat Kasar / Agregat tertahan saringan no8
cm
= sentimeter
cm2 cm
3
= sentimeter persegi = cc = sentimeter kubik
D
= Densitas / berat isi (gr/cc)
d
= diameter benda uji (m)
F
= Flow / devormasi vertikal dari awal pembebanan sampai runtuh
F
= Kuat desak (kg/m2)
FA
= Fine Aggregate / Agregat Halus / Agregat lolos saringan no 8 dan tertahan saringan no 200
FF
= Bahan pengisi yang mengandung bahan lolos saringan no. 200 tidak kurang dari 75% beratnya.
gr/cm³ = gram/cm kubik gr
= gram
H
= Koreksi Tebal Benda Uji
h
= Tinggi benda uji (m)
k
= Faktor kalibrasi proving ring
K
= Konstanta (0,5-1=Laston, 2-3=Lataston, 1-2,5=campuran lain)
KAO = Kadar Aspal Optimum kg
= kilogram
kg/mm = kilogram / milimeter m
= meter
mm
= milimeter
xiii
MQ
= Marshall Quotient (kg/mm)
NAPA = Natinal Asphalt Pavement Assotiation NMAS = Nominal Minimum Aggregate Size OBC
= Optimum Bitument Content
P
= Porositas benda uji (%)
Pag
= % berat agregat pada campuran
Pas
= % berat aspal pada campuran
Pb
= Kadar Aspal Optimum Rencana
Pf
= % berat filler pada campuran
q
= Pembacaan stabilitas alat (lb)
S
= Stabilitas
SGag = Specific Gravity agregat (gr/cm³) SGas = Specific Gravity aspal (gr/cm³) SGf
= Specific Gravity filler (gr/cm³)
SGmix = Specific Gravity Campuran (gr/cm³) SNI
= Standar Nasional Indonesia
TSHMA = Thin Surfacing Hot Mix Asphalt V
= Volume Benda Uji (cc)
VIM
= Void In Mix / pori dalam campuran
VMA = Void In Material / pori dalam material WC
= Wearing Course / Lapis Aus
Wdry = Berat Kering (gr) γ
= berat jenis zat alir (gr/cm3)
μ
= viscositas zat alir (gr•detik/cm2)
xiv
