PEMANFAATAN MATERIAL DAUR ULANG AC-WC MENJADI CAMPURAN ASPAL BETON AC-BC
Dibuat untuk Memenuhi Syarat dalam Menyelesaikan Pendidikan Diploma IV Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Sriwijaya
Disusun Oleh : 1. Nama : Doni Saputra NIM : 0610 4011 1339 2. Nama : Dwingga Johanny NIM : 0610 4011 1340
PERANCANGAN JALAN DAN JEMBATAN JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA 2014
i
PEMANFAATAN MATERIAL DAUR ULANG AC-WC MENJADI CAMPURAN ASPAL BETON AC-BC
TUGAS AKHIR
Disetujui oleh Dosen Pembimbing Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Sriwijaya
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Sumiati, S.T., M.T.
Ahmad Syapawi, S.T, M.T
NIP. 196304051989032002
NIP. 196905142003121002 Mengetahui,
Ketua Program Studi D IV,
Ketua Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Sriwijaya
Drs. Suhadi. S.T., M.T
Zainuddin Muchtar, S.T., M.T
NIP. 195909191986031005
NIP. 196501251989031002
ii
PEMANFAATAN MATERIAL DAUR ULANG AC-WC MENJADI CAMPURAN ASPAL BETON AC-BC
TUGAS AKHIR
Disetujui Oleh Penguji Laporan Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil Perancangan Jalan dan Jembatan Politeknik Negeri Sriwijaya
Nama Penguji
Tanda Tangan
1. Sumiati, S.T, M.T. NIP. 196304051989032002
...........................
2. Ir. A. latif, M.T. NIP. 195608011985031002
...........................
3. Drs. Arfan Hasan, M.T. NIP. 195908081986031002
...........................
4. Drs. Sudarmadji, M.T. NIP. 196101011988031004
...........................
5. Ibrahim, S.T, M.T. NIP. 196905092000031001
iii
...........................
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur ke Hadirat Allah SWT dan junjungan besar kita Nabi Allah Rassulullah SAW, yang telah memberikan Rahmat serta Hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyusun tugas akhir yang berjudul “Pengujian Marshall Material Daur Ulang AC-WC Menjadi Campuran Aspal Beton AC-BC” ini, tanpa bantuan Nya penulis tidak dapat menyelesaikannya. Penulis mengucapkan terimakasih juga kepada : 1.
Bapak Rd. Kusumanto, S.T.,M.M., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya.
2.
Bapak Zainuddin, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil.
3.
Bapak Drs. Arfan Hasan, M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Sipil
4.
Bapak Drs. Suhadi, M.T., Selaku Ketua Program Studi Diploma IV Perancangan Jalan dan Jembatan.
5.
Ibu Sumiati, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing 1 (satu), terimakasih atas kesabaran dan segala arahan yang telah diberikan penulis.
6.
Bapak Ahmad Syapawi, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing 2 (dua), terimakasih atas kesabaran dan segala arahan yang telah diberikan penulis.
7.
Terimakasih kepada para bapak dan ibu yang bekerja di Laboratorium Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Sriwijaya, yang telah membantu penulis menyelesaikan pengujian.
8.
Teristimewa untuk Ayah dan Ibu serta keluarga, terima kasih atas do’a dan dukungannya.
9.
Teman-teman kelas VII PJJA dan rekan mahasiswa sesama penelitian atas kerja sama, dukungan, dan do’a nya.
10. Semua pihak yang telah membantu selama melaksanakan penelitian dan pembuatan tugas akhir. Laporan ini berisi tentang hasil penelitian penulis yang selama 4 bulan pada semester 8 (delapan). Penulis menyadari bahwa dalam penulisan laporan ini masih terdapat banyak kesalahan, dan kekurangan, serta masih banyak kelemahan,
iv
oleh karena itu agar terlengkapi dengan sebaik-baiknya, penulis mengharapkan saran dan koreksi yang membangun dari semua pihak.
Palembang, Juli 2014
Penulis
v
ABSTRAK Sebuah pekerjaan konstruksi pasti menghasilkan limbah, sayangnya jarang limbah tersebut termanfaat dengan baik, contohnya sisa-sisa bongkaran aspal hasil patching yang terkadang terabaikan. Padahal sebagian besar limbah hasil konstruksi ini dapat dimanfaatkan kembali bila diolah dengan cara yang tepat. Kebanyakan sisa-sisa bongkaran tersebut hanya digunakan sebagai bahan timbunan pada bahu jalan atau malah hanya dikumpulkan dan ditumpuk di sebuah tempat dan akhirnya terabaikan. Teknologi daur ulang perkerasan adalah sebuah teknologi alternatif dalam konstruksi perkerasan dan pemeliharaan jalan, yang memungkinkan penggunaan limbah hasil pekerjaan konstruksi perkerasan sebagai material yang digunakan untuk pemeliharaan jalan. Tujuan penelitian ini adalah sebagai solusi pemanfaatan bahan sisa yaitu daur ulang bahan sisa bongkaran perkerasan menjadi bahan campuran aspal beton baru. Campuran beraspal yang digunakan pada penelitian ini adalah Laston Lapis Antara (AC-BC) yang berisi Reclaimed Asphalt Pavement (RAP), material baru, aspal Pen 60/70. Proporsi material baru digunakan adalah 16,67%, 20%, 25%, 33,33%, 50%, 66,67%, 75%, 80%, dan 83,33% terhadap berat total agregat, dengan variasi kadar aspal yang digunakan adalah KAO, KAO-1%, dan KAO+1%. Hasil pengujian karakteristik campuran dengan metode Marshall menunjukan bahwa material RAP dapat digunakan sebagai material pembentuk campuran beraspal.
Kata kunci: Daur ulang, Reclaimed Asphalt Pavement,
vi
ABSTRACT A project construction definitely has a waste, unfortunately that waste was useless, for example the waste of patching method that sometimes be ignored. Whereas most of these construction wastes can be reproduced in correct method. Most it are only used as a fill material at the shoulder of the road or just collected and stacked in a place and eventually abandoned. Pavement recycling technology is an alternative technology in road pavement construction and maintenance, that allow to reuse road pavement construction waste as materials for maintenance of road pavement construction. The aim of this research as a utilization solution of road pavement waste into a recycled asphalt concrete mixture. Asphalt mixture used in this study was Aspahlat Concrete-Wearing Course (AC-WC) containing Reclaimed Asphalt Pavement (RAP), fresh materials, asphalt Pen 60/70. The proportion of RAP used were 16,67%, 20%, 25%, 33,33%, 50%, 66,67%, 75%, 80%, and 83,33% of the total weight of aggregate. For each proportion, asphalt concentration used is OBC, OBC-1%, and OBC +1%. The results of Marshall mixture characteristics showed that RAP material can be used as the material forming the recycled asphalt mixture.
Keywords: Recycle, Reclaimed Asphalt Pavement,
vii
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ....................................................................................... i LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................ ii LEMBAR PENGUJIAN ............................................................................... iii KATA PENGANTAR .................................................................................... iv ABSTRAK...................................................................................................... vi DAFTAR ISI ................................................................................................. viii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xi DAFTAR TABEL ..........................................................................................xii DAFTAR GRAFIK ....................................................................................... xiii
BAB I
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ............................................................................ 1 1.2 Perumusan Masalah .................................................................... 3 1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian ................................................... 4 1.4 Ruang Lingkup Penelitian ........................................................... 4 1.5 Sistematika Penulisan .................................................................. 4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Umum ........................................................................................ 6 2.2 Beton Aspal ................................................................................ 6 2.2.1 Jenis Beton Aspal ............................................................... 7 2.2.2 Persyaratan Perencanaan Campuran Aspal Beton ............... 8 2.2.3 Campuran Beraspal Panas................................................... 9 2.2.4 Lapis Aspal Beton (Laston) ............................................... 10 2.3 Spesifikasi Bahan Perkerasan Beton ........................................... 12 2.3.1 Agregat.............................................................................. 12 2.3.2 Pemeriksaan Agregat ......................................................... 17 2.3.3 Aspal ................................................................................. 23 2.3.4 Jenis Aspal ........................................................................ 25 2.3.5 sifat Kimiawi Aspal ........................................................... 26
viii
2.3.6 Fungsi Aspal ..................................................................... 26 2.3.7 Pengujian Sifat Karakteristik Aspal ................................... 28 2.4 Metoda Pengujian Marshaal Test .............................................. 31 2.5 Metoda Daur Ulang ................................................................... 32 2.6 Analisa Perhitungan Hasil Penelitian Campuran Aspal .............. 37 2.6.1 Rongga Udara.................................................................... 37 2.6.2 Stabilitas Dan Flow ........................................................... 39 2.6.3 Marshall quotient dan Indeks Stabilitas Sisa ...................... 39 2.6.4 Pemeriksaan Aspal Ekstrasi ............................................... 40
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Lokasi Dan Tempat Penelitian.................................................... 41 3.2 Teknik Pengumpulan Data ......................................................... 41 3.3 Tahapan Penelitian .................................................................... 44 3.3.1 Bahan ................................................................................ 44 3.3.2 Alat ................................................................................... 45 3.3.2.1 Alat Pengujian Agregat dan Filler .......................... 45 3.3.2.2 Alat Pengujian Aspal ............................................. 45 3.3.3.3 Alat Pengujian Campuran Aspal ............................ 45 3.3.3 Variabel Dan Sampel ......................................................... 46 3.3.4 Prosedur Kerja ................................................................... 48 3.3.4.1 Analisa Saringan Agregat ....................................... 48 3.3.4.2 Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Agregat ...... 48 3.3.4.3 Keausan Agregat Dengan Alat Abrasi Los Angeles.51 3.3.4.4 Pengujian Berat Jenis Curah Semen ....................... 52 3.3.4.5 Pengujian Penetrasi Bahan Bitumen (Aspal) .......... 53 3.3.4.6 Pengujian Berat Jenis Bitumen (Aspal) .................. 54 3.3.4.7 Pengujian Titik Lembek Aspal ............................... 55 3.3.4.8 Pengujian Titik Nyala dan Titik Bakar Aspal ......... 56 3.3.4.9 Pengujian Daktilitas Aspal ..................................... 57 3.3.4.10 Pengujian Kehilangan Berat Akibat Pemanasan ... 58
ix
3.3.4.11 Pengujian Marshall ........................................... 59 3.3.5 Tahapan Penelitian ........................................................... 61 3.3.5.1 Tahap Pengujian Bahan Bongkaran ...................... 62 3.3.5.2 Tahap Pengujian Bahan Baru ............................... 62 3.3.5.3 Tahap Pengujian Bahan Hasil Bongkaran ............. 62 3.4 Teknik Analisa Data .................................................................. 66
BAB IV HASIL DAN ANALISA DATA 4.1 Hasil Penelitian .......................................................................... 67 4.1.1 Pengujian Agregat ............................................................. 67 4.1.2 Pengujian Aspal................................................................. 68 4.1.3 Pengujian Material Hasil Bongkaran.................................. 68 4.1.4 Hasil Rancangan Campuran Laston Lapis Antara .............. 69 4.1.5 Hasil Rancangan Daur Ulang Laston Lapis Antara ............ 74 4.2 Analisa Data .............................................................................. 78 4.2.1 Analisis Campuran Daur Ulang Terhadap VMA ................ 78 4.2.2 Analisis Campuran Daur Ulang Terhadap VIM ................. 80 4.2.3 Analisis Campuran Daur Ulang Terhadap VFA ................. 83 4.2.4 Analisis Campuran Daur Ulang Terhadap Stabilitas........... 85 4.2.5 Analisis Campuran Daur Ulang Terhadap Kelelehan ......... 86 4.2.6 Analisis Campuran Daur Ulang Terhadap MQ................... 87
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ............................................................................... 89 5.2 Saran .......................................................................................... 90
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 91 LAMPIRAN ................................................................................................... 92
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Agregat Gradasi Baik.................................................................... 18 Gambar 2.2 Agregat Gradasi Seragam ............................................................. 18 Gambar 2.3 Agregat Gradasi Senjang .............................................................. 19 Gambar 2.4 Skema Metode Daur Ulang ........................................................... 32 Gambar 2.5 Proses Penambahan RAP ke Drum Plant ...................................... 33 Gambar 2.6 Proses Pengolahan RAP ke Drum Plant ........................................ 34 Gambar 2.7 Suface Recycling ........................................................................... 35 Gambar 2.8 Repaving....................................................................................... 35 Gambar 2.9 Remixing....................................................................................... 35 Gambar 2.10 Cold in-Place Recycling.............................................................. 36 Gambar 2.11 Full Depth reclamation ............................................................... 37 Gambar 3.1 Proses Penyaringan Agregat.......................................................... 48 Gambar 3.2 Penimbangan Agregat Kasar ......................................................... 49 Gambar 3.3 Agregat Halus SSD ....................................................................... 50 Gambar 3.4 Penimbangan Agregat Halus ......................................................... 51 Gambar 3.5 Proses Abrasi Dengan Menggunakan Mesin Los Angeles .............. 52 Gambar 3.6 Proses Pengujian Berat Jenis Semen ............................................. 53 Gambar 3.7 Pengujian Penetrasi Aspal ............................................................. 53 Gambar 3.8 Penimbangan Aspal Menggunakan Piknometer............................. 54 Gambar 3.9 Pengujian Titik Lembek Aspal ...................................................... 55 Gambar 3.10 Proses Pengujian Titik Nyala dan Titik Bakar ............................. 57 Gambar 3.11 Proses Penarikan Aspal ............................................................... 58 Gambar 3.12 Pengujian Kehilangan Berat Akibat Pemanasan .......................... 59 Gambar 3.13 Pembacaan Stabilitas dan Flow ................................................... 61 Gambar 3.14 Digram Alir Penelitian ................................................................ 64 Gambar 3.15 Diagram Alir Penelitian Pavement Recycling ............................. 65
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Tebal Nominal Minimum Campuran Beraspal .................................. 11 Tabel 2.2 Ketentuan Sifa-Sifat Campuran Laston ............................................. 11 Tabel 2.3 Ketentuan Agregat Kasar .................................................................. 14 Tabel 2.4 Ketentuan Agregat Halus .................................................................. 15 Tabel 2.5 Ukuran Bukaan Saringan .................................................................. 17 Tabel 2.6 Gradasi Agregat Gabungan Untuk Campuran Aspal ......................... 20 Tabel 2.7 Persyaratan Aspal Keras Penetrasi 60/70 .......................................... 24 Tabel 3.1 Spesifikasi Pengujian Agregat .......................................................... 43 Tabel 3.2 Spesifikasi Pengujian Aspal.............................................................. 43 Tabel 3.3 Gradasi Agregat Campuran Aspal..................................................... 44 Tabel 3.4 Jumlah Sampel Material Baru dan Material Bongkaran .................... 47 Tabel 3.5 Jumlah dan Komposisi Sampel AC-BC Daur ulang .......................... 47 Tabel 3.6 Ukuran Fraksi Pengujian Los Angeles............................................... 51 Tabel 3.7 Komposisi Bahan AC-BC Daur Ulang.............................................. 63 Tabel 4.1 Hasil Pengujian Agregat dan Filler ................................................... 68 Tabel 4.2 Hasil Pengujian Aspal ...................................................................... 69 Tabel 4.3 Pengujian Material Hasil Bongkaran ................................................ 69 Tabel 4.4 Komposisi Campuran Sebuah Benda Uji .......................................... 70 Tabel 4.5 Hasil Pengujian Marshall benda Uji Standar .................................... 71 Tabel 4.6 Komposisi Campuran Daur Ulang .................................................... 76 Tabel 4.7 Hasil Pengujia Campuran Daur Ulang 4% ........................................ 77 Tabel 4.8 Hasil Pengujia Campuran Daur Ulang 5,2% ..................................... 77 Tabel 4.9 Hasil Pengujia Campuran Daur Ulang 6% ........................................ 78
xii
DAFTAR GRAFIK
Grafik 4.1 Hubungan Kadar Aspal dan VMA................................................... 71 Grafik 4.2 Hubungan Kadar Aspal dan VIM .................................................... 72 Grafik 4.3 Hubungan Kadar Aspal dan VFA .................................................... 72 Grafik 4.4 Hubungan Kadar Aspal dan Stabilitas ............................................. 73 Grafik 4.5 Hubungan Kadar Aspal dan Flow .................................................... 73 Grafik 4.6 Hubungan Kadar Aspal dan Marshall Quuetient ............................. 74 Grafik 4.7 Penentuan Kadar Aspal Optimum ................................................... 74 Grafik 4.8 Histogram VMA Campuran Daur Ulang ......................................... 79 Grafik 4.9 Histogram VIM Campuran Daur Ulang ........................................... 82 Grafik 4.10 Histogram VFA Campuran Daur Ulang ......................................... 84 Grafik 4.11 Histogram Stabilitas Campuran Daur Ulang .................................. 86 Grafik 4.12 Histogram Flow Campuran Daur Ulang ........................................ 87 Grafik 4.13 Histogram Marshall Quentient Campuran Daur Ulang .................. 89
xiii
