Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006
ISSN : 1858-3709
PENGARUH PENGGUNAAN FILLER PORTLAND CEMENT DALAM CAMPURAN ASPHALTIC CONCRETE (AC) TERHADAP SIFAT MARSHALL DAN NILAI STRUKTURAL Oleh : Fauna Adibroto Mukhlis Staf Pengajar Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Padang ABSTRACT
In recent years, The transportation technological development has been increased, there are several research about pavement aimed to get strong, long lasting and economical construction. One of the pavement is asphaltic concrete, that is well known as aspal beton. Asphaltic concrete is kinds of flexible pavement which has high sructural value and it is widely used in indonesia as road surface layer. The type and the percentage of filler in the mixture really affect the characteristic of asphaltic concrete mixed. During two decade, flexible pavement planning method has developed based on analitical method. This method is needed to know retard (kekakuan) modulus and structure value from pavement materials. As long as that time, there are several researh about how to improve the capabilty of good asphaltic mixture through several modification and changes the material. The main purpose of this research is to know the effect of filler PC addition for asphaltic concrete mixture based on marshall behaviour parameter produced stability and density value, VIM, VMA, VFB, flow and MQ, whether it performs well as the mixture of pavement materials, as well as produces performance potensial of the mixture in marshall behaviour analysis and empirical analysis like Bina Marga method and AASHO 72 method. The usage of those methods are to find out structural value based on produced marshall stability value. This research results a tendency relating with filler PC addition from 4% to 7%, indicates increasing of mix stability value, density value, VFB and MQ, on contrast reducing VIM value and VMA value and producing a small changes in flow value. Filler addition is up to 7% has raised marshall quotiont value, therefore the mixture is retard, this condition need more concern for the flexible pavement requirement which need good flexibility. Moreover, from the empirical approach method has been known that those asphalt mixture produced high retard mixture value so that in normal temparature will give more than 0.4 for koefisen relatif value of asphalt concrete mixture. Key words : Asphaltic Concrete (AC), Filler Portland Cement (PC), Marshall Test, structural value
I.
jenis dan kadar filler dalam campurannya.
PENDAHULUAN
Sehingga dalam penelitian ini dicoba untuk
1.1 Latar Belakang teknologi
menggunakan Portland Cement sebagai filler
transportasi, perlu adanya perhatian tentang
dalam campuran beton aspal untuk melihat
pentingnya pengkajian teknologi yang sudah
bagaimana potensi penggunaan filler Portland
ada saat ini. Berbagai penelitian dilakukan pada
Cement dalam campuran beton aspal ditinjau
berbagai jenis lapis keras guna mendapatkan
dari sifat parameter Marshall dan nilai struktural
suatu
yang dihasilkan.
Dengan
konstruksi
kemajuan
yang
kuat,
awet
dan
Beberapa penelitian terdahulu yang
ekonomis. Salah satu jenis perkerasan tersebut adalah
Asphaltic Concrete (AC) atau yang
lebih dikenal dengan beton aspal .
mendukung penelitian ini diantaranya adalah penelitian oleh Murwono, D (1992) yang
AC merupakan salah satu jenis bahan
menyimpulkan bahwa jenis dan kadar filler
perkerasan lentur yang memiliki nilai struktural
memberikan pengaruh terhadap sifat Marshall
yang tinggi dan banyak digunakan di Indonesia
dan modulus kekakuan dengan pendekatan
sebagai lapis permukaan jalan. Karakteristik
empiris.. Penelitian Tesis oleh Sahib (2000)
campuran beton aspal sangat dipengaruhi oleh
yang
meninjau
penggunaan
kadar
filler
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006 portland cement sebagai filler pengganti pada
ISSN : 1858-3709
1.3 Ruang Lingkup Penelitian
campuran beton aspal terhadap stabilitas,
Penelitian ini akan mencoba untuk
durabilitas dan permeabilitas campuran pada
mengetahui pengaruh perubahan atau variasi
persentase tertentu memberikan hasil kinerja
kadar aspal yang digunakan untuk campuran
yang lebih bagus. Selanjutnya Aprizal (2002)
AC dan pengaruh penggunaan PC sebagai filler
meneliti pengaruh penggunaan filler debu batu
terhadap
dalam campuran beton aspal terhadap sifat
parameter Marshall, yaitu berat isi (density),
Marshall dan Modulus Resilient dengan uji tarik
prosentase
langsung
prosentase rongga di dalam campuran (VITM),
beban
statis
memberikan
hasil
sifat
campuran
rongga
AC
terisi
berdasarkan
aspal
(VFWA),
analisis statistik bahwa variasi kadar filler dalam
stabilitas
campuran berpengaruh signifikan terhadap nilai
fleksibilitas (Marshall Quotient). Selanjutnya
modulus resilient campuran.
dari
nilai
(stability),
kelelehan
stabilitas
secara
(flow),
empiris
dan
dapat
ditentukan nilai modulus elastis dari campuran 1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian Penelitian mengetahui
ini
AC tersebut. Nilai struktural merupakan nilai
bertujuan
pengaruh
untuk
penggunaan
filler
koefisien kekuatan relatif Beton aspal yang ditentukan
oleh
nilai
stabilitas
Marshall
Portland Cement dalam campuran beton aspal
berdasarkan
terhadap
metode
kekuatan relatif beton aspal (a) metode Bina
Marshall dan nilai struktural yang dihasilkan
Marga. Cara lain untuk menentukan nilai
yang merupakan nilai koefisen kekuatan relatif
struktural
dari
yang dikeluarkan oleh AASHTO berdasarkan
sifat
campuran
campuran
pendekatan
dengan
yang
empiris
dihitung dan
dengan
penggunaan
tabel
adalah
penentuan
menggunakan
koefisien
nomogram
nilai modulus elastis campuran.
nomogram. Konstribusi kepada
penelitian
pengembangan
ilmu
mengarah pengetahuan
1.4 Tinjauan Pustaka
1.4.1 Asphaltic Concrete (AC) AC adalah salah satu jenis bahan lapis
teknologi yaitu dengan pemakaian portland cement
sebagai
filler
dapat
diupayakan
keras
lentur
yang
merupakan
campuran
perencanaan dan pelaksanaan yang lebih baik
agregat bergaradasi menerus (well graded)
dalam
pekerjaan
dengan menggunakan bahan perekat aspal
pembuatan lapis keras AC, agar diperoleh hasil
dengan proporsi bahan susun tertentu.. Agregat
lapis keras AC yang baik, berkualitas dan
dan aspal dicampur dan dipadatkan dalam
memenuhi persayaratan yang ada. Dari hasil
keadaan panas pada suhu tertentu (Bina
penelitian
diperoleh
Marga, 1987).
pertimbangan pemikiran untuk perancangan
Kerbs,
keseluruhan
ini
rangkaian
diharapkan
dapat
et
al
(1971)
menyebutkan
konstruksi lapis keras dengan metode analitis.
bahwa beton aspal merupakan campuran
Sehingga dapat dihasilkan lapis keras lentur
panas yang biasa disebut asphaltic concrete,
jalan yang berkinerja jauh lebih baik, dapat
dense graded bituminous mix yang diproses
menahan beban lalu lintas tanpa mengalami
dengan cara menambahkan aspal keras pada
kerusakan
0 temperatur yang biasanya tidak melebihi 275 F
yang
berarti
selama
pelayanannya dan bersifat ekonomis.
masa
(1350C) pada agregat yang telah dipanaskan pada
temperatur
minimal
2250F
(1070C).
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006 Temperatur yang tinggi memungkinkan akan
ISSN : 1858-3709 Totomihardjo
(1995)
menyatakan
tercapainya ketepatan dalam pencampuran
bahwa
agregat dan ketepatan dalam pemadatan.
campuran
Pemanasan yang berlebihan pada aspal keras
mempengaruhi
akan merusak aspal karena perubahan kimiawi
karena akan mempengaruhi dalam proses
yang terjadi akan mereduksi daktalitas dan
pencampuran, penghamparan dan pemadatan.
kohesifitas.
Di samping itu kadar dan jenis bahan pengisi
Stabilitas dari campuran AC menurut Yoder dan Witczak (1975) bergantung pada
penggunaan beton
bahan
pengisi
dalam
aspal
akan
sangat
karakteristik
beton
aspal.
juga akan berpengaruh terhadap sifat elastik campuran dan sensitifitas terhadap air.
kohesi dan internal friction yang merupakan fungsi dari kepadatan dan kadar aspal dan
1.4.3 Portland Cement (PC)
disebutkan bahwa stabilitas dari beton aspal bergantung
pada
variasi
ASTM
(1992),
Portland
yang
Cement adalah suatu semen hidrolis yang
digunakan, misalnya penggunaan batu pecah
diproduksi dengan cara menghaluskan klinker
menghasilkan
yang
stabilitas
agregat
Menurut
yang
lebih
tinggi
terutama
tersusun
dari
silikat-silikat
dibandingkan dengan agregat yang diambil dari
kalsium bersifat hidrolis yang biasanya berisi
alam secara langsung.
satu
atau
lebih
kalsium
sulfat.
Terdapat
beberapa tipe Portland Cement yaitu : 1.4.2 Bahan Pengisi (filler) Filler
adalah
1.Tipe I : Pemakaian umum tanpa
sekumpulan
mineral
persyaratan
agregat yang umumnya lolos saringan No. 200 yang mengisi di antara partikel beragregat
khusus 2.Tipe II : Pemakaian umum, tapi khususnya
kasar dalam rangka mengurangi besar rongga dan meningkatkan kerapatan dan stabilitas dari
saat
dibutuhkan
ketahanan
terhadap
massa tersebut. Rongga udara pada agregat
sulfat dan panas hidrasi yang cukup
kasar diisi dengan partikel lolos saringan
3.TipeIII : Untuk penggunaan pencapaian
No.200, membuat rongga udara lebih kecil dan
kekuatan awal tinggi
kerapatan massanya lebih besar.
4.Tipe IV : Untuk penggunaan saat dibutuhkan
Pada awalnya pengaruh filler ke dalam aspal adalah dengan membentuk mastic aspal
panas hidrasi yang rendah 5.Tipe V : Untuk penggunaan saat dibutuhkan
yaitu campuran antara aspal dan filler, mastic
ketahanan terhadap sulfat tinggi
aspal akan mempengaruhi atau menambah viskositas (kekentalan) aspal murni. Pengaruh
1.4.4 Sifat-Sifat Marshall
filler adalah dalam adhesinya, oleh karena itu
1. Kepadatan (Density)
pengaruhnya
sama
halnya
dengan
Kepadatan adalah berat campuran yang
penambahan kekentalan dari aspal murni. Filler
diukur dalam satuan volume. Kepadatan
berpengaruh dalam mekanismenya sebagai
dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara
pendukung adhesi antara aspal dan agregat
lain ; kadar aspal dan kekentalan aspal
adalah secara mekanik dan kimia sekaligus.
(viskositas). Dengan demikian kepadatan juga
berhubungan
dengan
porositas
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006 campuran
yang
akan
mempengaruhi
ISSN : 1858-3709
Kelelehan
durabilitas campuran.
adalah
besarnya
deformasi
vertikal sampel yang terjadi mulai saat awal
2. Void in the Mineral Aggregate (VMA)
pemebebanan sampai kondisi kestabilan
VMA adalah persentase rongga antar butir
mulai
agregat, termasuk di dalamnya adalah
dipengaruhi
rongga yang terisi udara dan rongga terisi
viskositasnya, suhu, gradasi, agregat, dan
aspal efektif. Nilai VMA yang terlalu kecil
jumlah pemadatan.
dapat menyebabkan lapisan aspal yang
7. Marshall Quotient (MQ)
menurun.
Nilai
oleh
kelelehan
kadar
aspal
ini dan
dapat menyelimuti agregat menjadi tipis
Nilai Marshall Quotient adalah merupakan
dan mudah teroksidasi, akan tetapi bila
hasil bagi dari nilai stabilitas dan nilai
kadar
kelelehan, digunakan sebagai pendekatan
aspalnya
terlalu
banyak
akan
menyebabkan bleeding.
terhadap tingkat kekakuan dan fleksibilitas
3. Void In The Mix (VIM)
campuran.
Void in the mix adalah persentase rongga udara yang ada terhadap volume padat
1.4.5. Koefisien Kekuatan Relatif
suatu campuran, porositas dan nilai VIM
Koefisien kekuatan relatif merupakan
akan berkurang bila kadar aspal campuran
nilai struktural atau ukuran kemampuan bahan
bertambah, karena rongga antara agregat
(lapis
akan terisi aspal.
fungsinya sebagai bagian dari perkerasan.
4. Void Filled With Asphalt (VFWA) atau Void
perkerasan)
dalam
menjalankan
Koefisien ini ditetapkan secara empiris untuk
Filled Bitumen (VFB)
tiap
Void filled with asphalt adalah persentase
menentukan tebal perkerasan tiap jenis lapis
rongga dalam agregat padat terisi aspal.
perkerasan ditetapkan nilai kekuatan lapis
Nilai VFWA yang terlalu tinggi dapat
perkerasan yang
menyebabkan naiknya aspal kepermukaan
relatif (a).
saat suhu perkerasan tinggi, sedangkan
jenis
bahan.
Selanjutnya
dalam
disebut koefisien kekuatan
Hubungan
antara
indeks
tebal
nilai VFWA yang terlalu rendah berarti
perkerasan dengan tebal tiap lapis perkerasan
campuran bersifat porous dan mudah
adalah : ITP = a
teroksidasi.
i
Stabilitas didefinisikan sebagai kemampuan
a
i
perubahan
1
+a 2d
2
+a 3d
3
+a id
bentuk
tetap
= koefisien kekuatan relatif material perkerasan lapis ke – i
perkerasan menerima beban lalu lintas terjadi
d
dimana : ITP = Indeks tebal perkerasan
5. Stabilitas (Stability)
tanpa
1
Cara menentukan nilai koefisien kekuatan relatif ada
seperti gelombang, alur, ataupun bleeding.
berbagai cara:
Stabilitas ini tergantung pada gesekan
1. Metode Bina Marga
antar batuan dan kohesi. Gesekan internal
Dalam Bina Marga (DPU,1987) diberikan
tergantung dari tekstur permukaan agregat,
pedoman koefisien kekuatan relatif untuk
kepadatan campuran, dan jumlah aspal.
berbagai macam campuran berbitumen
6. Kelelehan (Flow)
dengan faktor penentunya adalah besaran stabilitas Marshall seperti tercantum pada Tabel 1.1.
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006 2. Cara AASHO, 1972, Interim Guide For Design of Pavement Structures Untuk
mendapatkan
kekuatan
relatif
nilai
(a)
ISSN : 1858-3709
II. METODOLOGI PENELITIAN 2.1 Bahan
koefisien
AASHO
Bahan
yang
digunakan
dalam
1972
penelitian ini adalah agregat, aspal, filler
berdasarkan pada nilai stabilitasnya. Nilai
portland cement. Agregat didatangkan dari
tersebut dapat diperoleh dengan bantuan
lokasi stone crusher milik PT Statika Mitra
gambar 1.1 .
Sarana yang berlokasi di Sicincin Padang
3. Cara AASHTO, 1986, Interim Guide for Design Pavement Structures
Pariaman. Aspal yang digunakan adalah jenis
Koefisien kekuatan relatif lapis perkerasan
sebagai filler digunakan portland cement type I
merupakan fungsi dari modulus kekakuan
(semen biasa) produksi PT. Semen Padang.
campuran
tersebut.
Modulus
AC 60/70 produksi Pertamina. Sedangkan
kekakuan
campuran aspal itu distandarisasi pada temperatur
68oF.
Korelasi
koefisien
kekuatan relatif dengan modulus kekakuan tersebut berdasarkan hasil uji Van Tit et al (1972) yang tentunya disesuaikan dengan kondisi temperatur Amerika Serikat. Karena perancangan tebal perkerasan lentur ini sangat dipengaruhi oleh unsur lingkungan seperti temperatur, maka sudah tentu konversi tersebut belum tentu dapat dipakai
Gambar 1.1. Grafik Penentuan Koefisien Kekuatan Relatif (a) Berdasar Marshall Stability (lbs)
untuk kondisi Indonesia. Koefisien kekuatan relatif yang dihasilkan dengan cara ini
Sumber : AASHO, Interim Guide for Design of Pavement structures, 1972
hanya berupa pendekatan. Tabel 1.1. Penentuan Koefisien kekuatan Relatif Beton Aspal (a 1 ) Metode Bina Marga Koefisien Kekuatan Relatif (a 1 ) 0,40 0,35 0,32 0,30 0,35 0,31 0,28 0,26 0,30 0,26 0,25 0,20
Stabilitas Marshall (kg) 744 590 454 340 744 590 454 340 340 340 -
Jenis Perkerasan LASTON
LASBUTAG
HRA ASPAL MAKADAM LAPEN (MEKANIS) LAPEN (MANUAL)
Sumber : Petunjuk Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Jalan Raya Dengan Metode Analisa Komponen, SKBI 2.3.26.1987
Tabel 2.1 Gradasi Agregat Bahan Susun Campuran AC (Gradasi IV) Ukuran Saringan
% Lolos Saringan
¾ “ (19,1 mm)
100
½ “ (12,7 mm)
80 – 100
3/8 “ (9,52 mm)
70 – 90
No. 4 (4,76 mm)
50 – 70
No. 8 (2,38 mm)
35 – 50
No. 30 ( 0,59 mm)
18 – 29
No. 50 (0,279 mm)
13 – 23
No. 100 (0,149 mm)
8 – 16
No. 200 (0,074 mm)
4 – 10
Sumber : Bina Marga (1987)
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006 Dalam penelitian ini digunakan agregat gradasi
menerus
dengan
ukuran
ISSN : 1858-3709
maksimum sebesar 12,7 mm (Gradasi IV),
butiran
spesifikasi Bina Marga seperti pada Tabel 2.1.
2.2 Jalannya Penelitian Jalannya penelitian ini akan mengikuti Gambar Diagram Rencana Kerja seperti yang dapat dilihat pada Gambar 2.1. Mulai
Studi Pendahuluan Pustaka & Pengumpulan Data
Pengumpulan Data Primer di Laboratorium
Pemilihan dan Persiapan Material Campuran Asphaltic Concrete (AC)
Karakteristik Aspal Pen 60/70
Karakteristik Agregat Kasar/Halus/Filler
Sesuai Spesifikasi ?
Perencanaan Campuran dan Uji Marshall
Analisis Data Pengujian : Stabilitas VIM VMA VFB Flow Marshall Quotient
Pembahasan Sifat Marshall dan Nilai Struktural
Kesimpulan dan Saran
Selesai
Gambar 2.1. Diagram Rencana Kerja
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006
ISSN : 1858-3709
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
gesek (friction) antar agregat menjadi besar
3.1 Hasil Pengujian Karakteristik Agregat
pula. Selain itu density juga mempengaruhi
Untuk mengetahui karakteristik agregat
kekedapan, dimana semakin besar nilai
kasar, agregat halus dan filler yang akan
density maka campuran akan semakin
digunakan
kedap terhadap air dan udara.
dalam
campuran,
dilakukan
pengujian fisik yang hasilnya dapat dilihat pada
Berdasarkan
Tabel 3.1. Hasil uji menunjukkan bahwa
pengaruh
agregat yang diuji memenuhi syarat untuk
campuran, terlihat (Gambar 3.1) bahwa
campuran yang direncanakan.
pada kadar aspal optimum nilai densitynya
yang
penggunaan
cenderung 3.2 Hasil Pengujian Karakteristik Aspal
nilai
naik
diperoleh filler
PC
sehubungan
dari pada
dengan
penambahan kadar filler, hal ini dapat
Dalam penelitian ini sebagai bahan
dipahami karena penambahan filler akan
pengikat aspal digunakan jenis aspal keras
mengurangi kadar rongga dalam campuran
(AC) penetrasi 60-70 produksi pertaminia. Hasil
sehingga campuran semakin rapat .
pengujian yang dilakukan hasilnya seperti dapat dilihat pada Tabel 3.2. Hasil yang
B. Rongga Dalam Campuran (VIM)
diperoleh menunjukkan bahwa aspal keras
Nilai VIM menunjukkan prosentase rongga
yang digunakan dalam penelitian ini memenuhi
yang terdapat dalam campuran. Nilai VIM
syarat secara keseluruhan dari parameter yang
sangat berpengaruh terhadap kekakuan
diuji.
campuran. Berdasarkan
3.3 Hasil Pengujian Marshall
pengaruh
Nilai Kadar Aspal Optimum (KAO) dan Karakteristik
Marshall
pada
KAO
yang
nilai
yang
penggunaan
diperoleh filler
PC
dari pada
campuran, terlihat (Gambar 3.1) bahwa pada kadar aspal optimum nilai VIMnya
dihasilkan pada penelitian ini padat dilihat pada
cenderung
Tabel 3.3.
penambahan kadar filler. Hal ini dapat
turun
sehubungan
dengan
dijelaskan karena penambahan mineral 3.4 Analisis Sifat Marshall Berdasarkan
filler akan mengisi rongga udara yang Marshall
masih ada dalam campuran. Nilai VIM ini
yang dilakukan diperoleh nilai-nilai Marshall
berkaitan erat dengan kepadatan campuran
Properties antara lain kepadatan campuran
Berdasarkan persyaratan dari Bina Marga
(density),
(VIM),
untuk nilai VIM untuk campuran AC adalah
rongga dalam mineral agregat (VMA), dan
3 – 5%. Jadi berdasarkan nilai syarat
rongga terisi aspal (VFB), Stabilitas, Flow dan
tersebut, dalam hal ini campuran dengan
Marshall Quotient (MQ).
penambahan filler dari 4 % sampai 7 %
A. Kepadatan Campuran (Density)
pada
rongga
analisis
dalam
sifat
campuran
Campuran dengan density (kepadatan) yang tinggi memiliki kekuatan menahan beban yang tinggi juga, karena mempunyai bidang kontak yang besar sehingga gaya
kadar aspal optmumnya masih
memenuhi syarat nilai VIM.
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006
ISSN : 1858-3709
Tabel 3.1 Karakteristik Agregat Batu Pecah dari stone crusher produksi Quarry PT. Statika Mitra Sarana yang berlokasi di Sicincin Padang Pariaman Jenis Pengujian
Metoda Pengujian
Satuan
Hasil
Spesifikasi
Berat Jenis Bulk
SNI 03-1969-1990
-
2,81
Min. 2,5
Berat Jenis SSD
SNI 03-1969-1990
-
2,87
Min. 2,5
Berat Jenis Semu
SNI 03-1969-1990
-
2,99
Min. 2,5
Penyerapan Air
SNI 03-1969-1990
%
2,09
Maks. 3
Kelekatan Aspal
SNI 03-2439-1991
%
97
Min 95
Keausan dengan mesin LA
SNI 03-2417-1991
%
13,58
Maks. 40
BS 812-1975
%
15,52
Maks. 25
Agregat Kasar :
Indeks Kepipihan
Agregat Halus : Quarry Batang Anai Duku Padang Pariaman Berat Jenis Bulk
SNI 03-1969-1990
-
2,58
Min. 2,5
Berat Jenis SSD
SNI 03-1969-1990
-
2,60
Min. 2,5
Berat Jenis Semu
SNI 03-1969-1990
-
2,60
Min. 2,5
Penyerapan Air
SNI 03-1969-1990
%
0,67
Maks. 3
Sand Equivalent
AASHTO T 176-86
%
78,75
Min. 50
Berat Jenis Bulk
SNI 03-1969-1990
-
2,56
Min. 2,5
Berat Jenis SSD
SNI 03-1969-1990
-
2,61
Min. 2,5
Berat Jenis Semu
SNI 03-1969-1990
-
2,69
Min. 2,5
Penyerapan Air
SNI 03-1969-1990
%
2,02
Maks. 3
Bahan Pengisi (Filler) :
Tabel 3.2 Karakteristik Aspal AC Pen 60-70 Produksi Pertamina Jenis Pengujian Penetrasi (25oC,100gr,5 detik)
Metoda Pengujian
Satuan
Hasil
Spesifikasi
SNI 06-2456-1991
mm
76
60 - 79
SNI 06-2434-1991
o
C
49
48 - 58
SNI 06-2433-1991
o
C
352
Min. 200
Daktilitas (25 C,5 cm/menit)
SNI 06-2432-1991
cm
100
Min. 100
Berat Jenis (25oC)
SNI 06-2441-1991
-
1,017
Min. 1
Titik Lembek (Ring and Ball) Titik Nyala (Cleveland Open Cup) o
Tabel 3.3 Nilai Kadar Aspal Optimum (KAO) dan Karakteristik Marshall Jenis Campuran
KAO (%)
Stabilitas (Kg)
Density (gr/ml)
VIM (%)
VMA (%)
VFB (%)
Flow (mm)
MQ (Kg/mm)
1.
Campuran AC Tanpa Filler PC
6,63
1520
2,32
4,0
18,0
77
3.5
435
2.
Campuran AC Dengan Filler PC 4 %
6,65
1600
2,33
3,7
17,7
78
3.6
445
3.
Campuran AC Dengan Filler PC 5 %
6,75
1720
2,34
3,5
17,5
80
3.8
450
4.
Campuran AC Dengan Filler PC 6 %
6,70
1780
2,35
3,2
17,3
82
3,6
495
5.
Campuran AC Dengan Filler PC 7 %
6,65
1800
2,36
3,0
17,2
83
3,5
515
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006
ISSN : 1858-3709
2.500
2400 2200
2.400 2.350
2.330
2.320
2.340
Stabilitas (Kg)
Density (gr/ml)
2.450 2.360
2.350
2.300 2.250
2000 1720
1800 1520
1600
1780
1800
D
E
3.6
3.5
D
E
1600
1400 1200
2.200 A
B
C
D
1000
E
5
A
B
3.5
3.6
A
B
C
435
445
450
A
B
C
5.0
4.5 4
4.0
4
3.7
Flow (mm)
V I M (%)
C
3.5
3.5
3.2
3
3
3.8
3.0 2.0 1.0
2.5
0.0
2 A
B
C
D
E
750
19
650 18 17.7 17.5
17.3
M Q (kg/mm)
V M A (%)
18
17.2
17
550 450
495
515
D
E
350 250
16
150 A
B
C
D
E
82
83
100
keterangan :
V F B (%)
90
80
77
78
A
B
80
A B C D E
70 60 C
D
E
= Campuran AC Tanpa Filler PC = Campuran AC Dengan Filler PC 4 % = Campuran AC Dengan Filler PC 5 % = Campuran AC Dengan Filler PC 6 % = Campuran AC Dengan Filler PC 7 %
Gambar 3.1 Diagram Kadar Filler PC pada Campuran AC Terhadap Parameter Nilai Marshall C. Rongga Dalam Mineral Agregat (VMA) Nilai karakteristik VMA dipengaruhi oleh faktor penggunaan jenis agregat, jenis filler dan kadar aspal. Bina Marga mensyaratkan nilai VMA untuk campuran AC adalah
pengaruh
nilai
yang
penggunaan
diperoleh filler
PC
dari pada
campuran, terlihat (Gambar 3.1) bahwa pada kadar aspal optimum nilai VMAnya cenderung
semakin berkurangnya rongga antar butiran agregat dimana campuran semakin padat karena rongga-rongga telah terisi oleh mineral filler sehingga ruang yang tersedia
minimum 16%. Berdasarkan
Penurunan nilai VMA ini menunjukkan
turun
sehubungan
penambahan kadar filler.
dengan
untuk aspal dan udara semakin berkurang. Berdasarkan nilai yang dihasilkan tersebut, tampak bahwa pada kadar aspal optimum semua campuran memenuhi syarat nilai VMA.
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006
ISSN : 1858-3709
F. Flow D. Rongga Terisi Aspal (VFB)
Tingkat
VFB adalah prosentase rongga dalam campuran agregat yang terisi aspal. Faktorfaktor yang mempengaruhi nilai VFB antara lain gradasi dan kadar aspal. Nilai VFB akan
berpengaruh
terhadap
keawetan
suatu perkerasan. Bina Marga menetapkan syarat nilai VFB untuk campuran AC adalah minimum sebsar 65%,
kadar
filler
PC
akan
menaikkan kadar rongga yang terisi aspal secara
signifikan.
penambahan
Hal
mineral
menyatakan
(flow)
campuran
besarnya
deformasi
(penurunan diameter vertikal) benda uji. Karakteristik flow dipengaruhi oleh faktor penggunaan jenis agregat, jenis filler dan kadar aspal. Bina Marga menetapkan syarat nilai Flow untuk campuran AC sebesar minimum 2 mm, Pada penelitian ini (Gambar 3.1) diperoleh
Dari hasil penelitian (Gambar 3.1) bahwa penambahan
kelelehan
ini
dikarenakan
filler
berarti
bertambahnya luas permukaan campuran agregat yang harus dilapisi oleh aspal. Sehingga semakin banyak aspal yang dibutuhkan untuk mengisi rongga antar butiran agregat dalam campuran. E. Stabilitas Stabilitas adalah kemampuan campuran
nilai flow naik sampai penambahan kadar filler PC 5 % kemudian menurun pada penambahan 6 % dan 7 % dengan nilai yang pada campuran tanpa filler dan pada penambahan kadar filler PC 4%. Namun secara umum syarat flow untuk campuran sudah terpenuhi dan hal ini menunjukkan bahwa kadar filler tersebut masih tersedia cukup
ruang
untuk
aspal
tanpa
menimbulkan kelelehan yang berlebihan maupun penurunan nilai flow. G. Marshall Quotient (MQ)
untuk menahan deformasi yang disebabkan
Marshall Quotient merupakan hasil bagi
oleh beban lalu lintas. Nilai stabilitas
stabilitas dengan kelelehan, dan dapat
dipengaruhi oleh faktor penggunaan jenis
dipakai
agregat dan faktor kadar aspal. Bina Marga
kekakuan atau fleksibilitas campuran. Bina
mensyaratkan untuk campuran AC nilai
Marga
stabilitasnya minimum 800 kg.
campuran AC berkisar 200 -500 kg/mm.
Dari hasil penelitian (Gambar 3.1) dapat
Dari hasil penelitian (Gambar 3.1) diperoleh
dilihat bahwa nilai stabilitas yang diperoleh
nilai
pada semua campuran cukup besar yaitu
penambahan kadar filler sampai 7 %
berkisar antara 1520 sampai 1800 kg. Jadi
ternyata
nilai tersebut sudah cukup melebihi syarat
campuran dengan kadar filler PC tersebut
yang ditetapkan oleh Bina Marga. Terlihat
cenderung bersifat kaku.
sebagai
pendekatan
mensyaratkan
MQ
pada
melebihi
nilai
MQ
campuran
syarat
yang
tingkat
untuk
dengan
artinya
bahwa nilai stabilitas cenderung semakin besar nilainya seiring dengan penambahan kadar filler PC.
3.5 Analisis Koefisien Kekuatan Relatif Dalam
penentuan
tebal
suatu
perkerasan, selama ini digunakan koefisien kekuatan
relatif.
yang
merupakan
ukuran
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006 struktural dari suatu jenis perkerasan dalam
ISSN : 1858-3709
suatu perkerasan.
menjalankan fungsinya sebagai bagian dari Tabel 3.4. Hasil Perhitungan Nilai Koefisien kekuatan Relatif (a) Berdasarkan Metode Bina Marga Kadar Aspal (%)
Koefisien kekuatan relatif (a) Campuran AC Dengan Penambahan Filler Portland Cement Tanpa 4% 5% 6% 7%
5 5,5 6 6,5 7
Kadar Aspal (%) 5 5,5 6 6,5 7
0,4 0,4 0,4 0,4 0,4
0,4 0,4 0,4 0,4 0,4
0,4 0,4 0,4 0,4 0,4
0,4 0,4 0,4 0,4 0,4
0,4 0,4 0,4 0,4 0,4
Tabel 3.5. Hasil Perhitungan Koefisien Kekuatan Relatif (a) Berdasarkan Metode AASHO 1972 Koefisien kekuatan relatif (a) Campuran AC Dengan Penambahan Filler Portland Cement Filler 4 % Filler 5 % Filler 6 % Filler 7 %
Tanpa Stab. (lbs)
a
Stab. (lbs)
a
Stab. (lbs)
a
Stab. (lbs)
a
Stab. (lbs)
a
4268,39 4369,94 4689,43 3388,56 3025,68
0,45 0,45 0,45 0,45 0,45
3359,74 3513,36 3499,05 3348,88 3317,72
0,45 0,45 0,45 0,45 0,45
3978,62 4724,32 4189,60 3816,82 3720,04
0,45 0,45 0,45 0,45 0,45
4282,92 4065,64 4200,98 4127,43 3729,85
0,45 0,45 0,45 0,45 0,45
4135,19 4755,06 4737,93 3949,56 3649,01
0,45 0,45 0,45 0,45 0,45
catatan : 1 kg = 2.2046 lbs
Oleh
Marga
Bina
nilai
koefisien
kekuatan relatif adalah merupakan suatu fungsi daripada
hasil
uji
Stabilitas
didekati
dengan
melihat
aspal dan penambahan filler adalah besar
Marshall.
Sebenarnya nilai koefisien kekuatan relatif juga dapat
stabilitas campuran pada semua kadar
besarnya
b. Metoda AASHTO 1972 Berdasarkan
metode
AASHTO
1972
kekakuan dari suatu jenis perkerasan, seperti
koefisien kekuatan relatif merupakan fungsi
yang telah dilakukan oleh Shell maupun
dari
AASHTO.
Berdasarkan
nilai
Marshall hasil
stability
penelitian
(lbs).
diperoleh
Dalam analisa nilai koefisen kekuatan
besarnya nilai koefisien kekuatan relatif (a)
relatif pada penelitian ini hanya menggunakan
dengan metode ini sesuai Tabel 5.5.
metode Bina Marga dan AASHTO 1972, karena
Secara keseluruhan metode ini masih lebih
keterbatasan peralatan pengujian aspal untuk
baik bila dibandingkan dengan metode dari
menentukan modulus kekakuan bitumen yang
Bina Marga. Karena di dalam penelitian ini
diperlukan.
metode AASHO 1972 sedikit lebih mampu
a. Metoda Bina Marga
mengadaptasi terhadap perubahan kadar
Dari metode Bina Marga ini berdasarkan
aspal. Namun karena dari penelitian ini
hasil penelitian didapatkan besarnya nilai
diperoleh stabilitasnya melebihi dari yang
koefisen kekuatan relatif (a) berdasarkan
terbaca pada gambar maka nilai a yang
nilai stabilitas Marshall yang dihasilkan
diperoleh adalah 0.450 untuk stabilitas di
adalah
atas 2400 lbs.
sebesar
0,4
karena
besarnya
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006
ISSN : 1858-3709
IV. KESIMPULAN DAN SARAN
pemadatan
4.1 Kesimpulan
Marshall campuran beton aspal dengan
Dari hasil penelitian yang dilakukan terhadap campuran AC dengan penambahan filler Portland Cement, diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
filler
terhadap
Portland
karakteristik
Cement
sehingga
penggunaan filler lebih eferktif. Perlu dilakukan penelitian pengaruh filler Portland Cement dalam campuran beton
Penambahan Filler Portland Cement (PC)
aspal terhadap modulus resilient dengan
sampai kadar 7 % masih memenuhi syarat
menggunakan alat UMATA atau UTM
untuk
sehingga dapat dibandingkan hasilnya
digunakan
campuran
sebagai
Beton
mempengaruhi
Aspal
rentang
filler (AC)
dalam namun
kadar
dengan penelitian ini.
aspal
optimumnya, dimana rentang kadar aspal yang
dapat
diterima
akan
menyempit
seiring dengan kenaikkan kadar filler. Penambahan filler PC dari 4 % sampai 7 % ternyata menambah tinggi nilai stabilitas campuran,
meningkatkan
kepadatan
(density), mengurangi nilai VIM dan VMA, meningkatkan VFB, meningkatkan nilai MQ, namun menghasilkan nilai flow yang tidak
REFERENSI AASHTO, (1990), “Standard Spesification for Transportation Materials and Methods of Sampling and Testing Materials”, Part I th Edition, AASHTO Spesicification, 15 Pubilcation, Washington. ASTM, (1980), “Annual Book of ASTM Standards Part 15”, Road and Paving, Bituminous Materials, Travelled Surface Characteristics.
jauh berubah. Penambahan Filler sampai 7 % ternyata membuat nilai Marshall Quetiont semakin besar
cenderung
melewati
batas
maksimumnya sehingga campuran menjadi kaku, hal ini perlu jadi perhatian untuk syarat
suatu
perkerasan
lentur
yang
menuntut fleksibilitas yang cukup baik. Nilai struktural yang dihasilkan berdasarkan nilai koefisien kekuatan relatifnya untuk semua variasi kadar filler PC sangat besar yaitu di atas 0,4 menggunakan metoda Bina Marga dan di atas 0,45 menggunakan AASHTO 1972, artinya campuran tersebut
6.1. Saran Perlu penelitian lanjut untuk mengetahui pengaruh variasi temperatur pemadatan jumlah
Brown, S.F., and Brunton, J.M. (1982). “An Introduction to The Analitycal Design of nd edition”, Bituminous Pavements, 2 Departement of Civil Engineering, University of Nottingham. Departemen Pekerjaan Umum, (1987), SKBI 2.3.26.1987 Petunjuk Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Jalan Raya Dengan Metode Analisa Komponen, Jakarta. Departemen Pekerjaan Umum, (1989), SNI 031737-1989 Tata Cara Pelaksanaan Lapis Aspal Beton (LASTON) untuk Jalan Raya, Jakarta.
cenderung kuat.
dan
Aprizal.,(2002), Pengaruh Penggunaan Filler Debu Batu dalam Campuran Beton Aspal Terhadap Sifat Marshall dan Modulus Resilient dengan Uji tarik tak Langsung beban statis. Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil, FT UGM, Yogyakarta.
tumbukan
atau
energi
Direktorat Jenderal Bina Marga, (1983), Petunjuk Pelaksanaan Lapis Aspal Beton (LASTON) untuk Jalan Raya No.
Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 2, Nomor 1, Oktober 2006 13/PT/B/1983, Badan Litbang Departemen Pekerjaan Umum. Jakarta. Direktorat Jenderal Bina Marga, (1987), SKBI 2.4.26.1987 Petunjuk Pelaksanaan Lapis Aspal Beton (LASTON) untuk Jalan Raya , Badan Litbang Departemen Pekerjaan Umum. Jakarta. Direktorat Jenderal Bina Marga, (1991), Metode Pengujian Campuran Aspal dengan Alat Marshall, Badan Litbang Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta. Hatherlay, L.W. and Leaver, P.C. (1967), “Asphaltic Road Materials”, Edward Arnold (Publisher) Ltd. London. Murwono, D.,(1992), Pengaruh Jenis dan Kadar Filler terhadap sifat Marshall dan Modulus kekakuan dengan pendekatan empiris. UGM, Yogyakarta. Sahib, (2000), Tinjauan Kadar Portland cement sebagai Filler Pengganti pada Campuran Beton Aspal terhadap Stabilitas, Durabilitas dan Permeabilitas, Tesis, MSTT UGM, Yogyakarta. Shell. (1978), “Pavement Design Manual”, U.K. Shell Bitumen, (1990). “Shell Handbook”, Shell Bitumen U.K.
Bitumen
The Asphalt Institute, (1969), “Mix Design Method for Asphaltic Concrete and Other Hot Mix Types”, Manual series No.2,1969. Totomiharjo, S., (1995), Bahan dan Struktur Jalan Raya II, Biro Penerbit, KMTS JTS FT UGM, Yogyakarta. Van
Der Poel, C.(1955). Time and Temperature Effects on the Deformation of Asphaltic Bitumen Mineral Mixtures, Society of Petroleum Engineers Journal.
VAN DRAAT, W.E.F. And SOMMER,P.(1965), An Apparatus for Determining The Dynamic Elastic Modulus of Asphalt,(in German), Strasse und Autobahn, 6. YODER E.J. And WITCZAK M.W.,(1975). nd Principles of Pavement Design, 2 edition, John Willey and Sons Inc. New york.
ISSN : 1858-3709
