Material
STUDI PENGGUNAAN SERAT IJUK SEBAGAI BAHAN TAMBAH PADA ASPAL POROUS LIQUID ASBUTON (108M) Nur Ali1 1
Jurusan Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin, Jl. Perintis Kemerdekaan Km. 10 Makassar 90245 Email:
[email protected]
ABSTRAK Pada waktu hujan, genangan air pada permukaan aspal beton masih menjadi masalah utama yang menyumbang besarnya tingkat kemacetan, kebisingan dan kecelakaan lalu lintas. Penanggulangan masalah genangan air pada permukaan jalan dapat menggunakan aspal porous. Aspal porous merupakan campuran beraspal yang didominasi agregat kasar untuk mendapatkan pori yang besar agar berfungsi sebagai drainase. Serat ijuk merupakan serat lokal alami yang murah, kuat, tahan cuaca dan tahan terhadap pelapukan. Aplikasi penambahan serat ijuk pada campuran aspal porous dengan liquid Asbuton sebagai pengikat diharapkan mampu memberikan konstribusi kekuatan yang dapat meningkatan kinerja campuran sekaligus mengurangi kelemahan aspal porous. Bahan pengikat yang digunakan penelitian ini adalah 100% liquid Asbuton sebagai substitusi aspal minyak dengan kadar 8.5% dari berat total campuran dan menggunakan standar gradasi Australia (kadar optimum) dengan 6 variasi penambahan kadar ijuk dari 0% sampai 5% dimana interval penambahannya 1% terhadap berat aspal. Kinerja dari campuran aspal porus diselidiki melalui tes laboratorium terakhir oleh kekuatan Marshall dan karakteristik fungsi aspal porus. Hasilnya menunjukkan peningkatan sifat campuran dengan penambahan 1% serat ijuk memenuhi persyaratan spesifikasi aspal porus. Kata kunci: aspal porous, bahan tambah, liquid asbuton, serat ijuk.
1. PENDAHULUAN Aspal porous atau aspal berpori adalah campuran beraspal yang sedang dikembangkan untuk konstruksi lapis permukaan menggunakan gradasi terbuka dan terletak di atas lapisan kedap air. Gradasi yang digunakan memiliki fraksi agregat kasar berkisar 70 - 85% dan agregat halus berkisar antara 15 - 30% dari berat total campuran. Keunggulan dari aspal porous diantaranya memiliki permukaan yang agak kasar sehingga tingkat kekesatannya pun tinggi untuk menghindari slip pada roda kendaraan dan dapat mengurangi kebisingan. Selain itu kadar rongganya yang tinggi diharapkan dapat berfungsi sebagai drainase agar genangan air di atas permukaan jalan yang seringkali terjadi setelah hujan dan mengganggu kelancaran lalu lintas dapat diminimalisir. Sayangnya dengan kadar rongga yang tinggi tersebut, nilai stabilitasnya cenderung lebih rendah, rentan pelapukan serta bahaya disintegrasinya menjadi besar. Terkait dengan pemanfaatan aspal berpori sebagai bahan perkerasan jalan, hasil penelitian terdahulu oleh Nur Ali (2010-2011) menyimpulkan bahwa aspal liquid Asbuton dapat menggantikan posisi aspal minyak sebagai bahan pengikat baik secara keseluruhan ataupun parsial pada aspal berpori. Sedangkan untuk komposisi campuran aspal berpori menggunakan gradasi design Australia dengan pengikat 100% liquid asbuton yang optimum adalah sebesar 8.5% telah memenuhi nilai parameter kinerja kriteria standar aspal porous. Berbagai upaya peningkatan kualitas dari perkerasan jalan raya telah banyak dilakukan dengan penggunaan berbagai jenis bahan tambah yang diindikasikan mampu memberi kontribusi kekuatan pada perkerasan jalan, salah satunya pada penelitian ini menggunakan serat ijuk sebagai bahan tambah dalam campuran aspal porous.Serat ijuk sebagai bahan serat lokal merupakan serat organik alami yang mudah didapatkan, harganya murah dan memiliki sifat-sifat menguntungkan seperti tahan terhadap pengaruh panas matahari dan cuaca dingin, tahan terhadap pelapukan, tidak mudah busuk dan awet memungkinkan dapat dijadikan sebagai salah satu pilihan untuk digunakan sebagai bahan tambah dalam campuran. (Budi Santoso, 1995). Atas dasar kesimpulan peneliti terdahulu, maka aplikasi penambahan serat ijuk dalam campuran aspal porous liquid asbuton dengan menggunakan gradasi Australia akan digunakan pada studi eksperimental ini.
Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7) Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013
M - 89
Material
2. PROGRAM EKSPERIMEN Benda Uji Aspal porous dengan bahan tambah serat ijuk dibuat dalam bentuk briket benda uji, dimana jumlah briket/benda uji yang direncanakan menggunakan pendekatan bahwa setiap parameter aspal porous yang diuji dibuat 3 buah sampel. Hal ini dilakukan pada setiap variasi penambahan kadar ijuk untuk bahan pengikat aspal liquid asbuton 100% dengan menggunakan hanya satu variasi kadar aspal yaitu 8.5% sehingga ada 6 kadar ijuk yang dicoba dan memerlukan jumlah briket keseluruhan sebanyak 3x6x4 = 72 buah briket. Rincian jumlah benda uji dan standar acuan pengujian aspal porous dapat dilihat pada Tabel 1. Campuran direncanakan menggunakan gradasi terbuka versi australia dengan menggunakan bahan pengikat liquid asbuton dengan menggunakan hanya satu kadar aspal sebesar 8,5% (kadar optimum untuk gradasi australia dan liquid asbuton sebagai pengikat) terhadap berat total campuran. Gradasi tersebut dipilih sebagai gradasi design dengan perbandingan antara agregat kasar dan agregat halus sebesar 85 :15, dan harus memenuhi syarat koridor yang ditetapkan oleh spesifikasi australian asphalt pavement association 2004 (Tabel 2). Tabel 1. Jumlah benda uji dan standar acuan pengujian aspal porous Jenis Pengujian
Kadar Aspal (%)
Permeabilitas
8.5
Cntabro loss
8,5
Marshal Test
8,5
Binder DrainDown Test
8,5
Jumlah
Kadar Ijuk (%)
Jumlah Benda Uji
0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5
3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
Standar Pengujian
Simposium III FSTPT, ISBN No. 97996241-0-X
ASTM C-131
SNI-06-24891991
AASHTO T 305
72
Untuk bahan tambah yang digunakan yaitu serat ijuk yang telah dibersihkan dan dipotong-potong 0.5 cm. Pengujian sifat bahan penyusun campuran aspal porous berupa agregat kasar dan agregat halus serta aspal liquid Asbuton dilakukan sesuai jenis dan metode pengujian yang berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI). Komposisi campuran aspal porous dengan penambahan serat ijuk pada penelitian ini bervariasi dari 0% sampai 5% dengan interval penambahan 1% terhadap berat aspal. Pencampuran serat ijuk dilakukan pada saat pemanasan/penggorengan agregat bersama aspal sebelum pemadatan, dimana ijuk yang telah dipotong-potong 0.5cm dicampur ke dalam campuran agregat dan aspal dengan orientasi penyebarannya secara acak dan merata, diaduk dengan pengaduk tahan panas kemudian dipadatkan dalam mould briket. tahapan pembuatan briket benda uji dapat dilihat pada Gambar 1. Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7)
M - 90
Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013
Material
Tabel 2. Gradasi Campuran Aspal Porous yang digunakan dalam penelitian Ukuran ayakan % lolos ASTM (mm) WC ¾” 19 100 1/2” 13,2 85 -100 3/8” 9,50 45-70 2/7” 6,70 25-45 No 4 4,75 10-25 No 8 2,36 7-15 No 16 1,18 6-12 No 30 0,60 5-10 No 50 0,30 4-8 No 100 0,15 3-7 No 200 0,075 2-5 Sumber : Australian Asphalt Pavement Association, 2004
&
.
'(
)*
-,
+
Gambar 1. Tahapan pembuatan briket. (a) Penggorengan/Pemanasan agregat; (b) Serat ijuk yang digunakan; (c) Pencampuran serat ijuk ke dalam agregat; (d) Pengukuran suhu campuran; (e) Pencampuran aspal; (f) Pengukuran suhu setelah dicampur aspal; (g)Pemadatan; (h) Benda uji dikeluarkan dari mould dengan ejector; (i) Pengukuran specimen briket benda uji
Pengujian Aspal Porous Selanjutnya dilakukan pengujian benda uji briket aspal porous,dimana terdapat 4 (empat) macam pengujian,yaitu pengujian cantabro loss test, permeabilitas, binder drain down, dan pengujian stabilitas dengan metode marshall. kemudian parameter yang diperoleh dari hasil pengujian tersebut lalu dibandingkan dengan parameter standar acuan yang telah ditetapkan. parameter yang tidak memenuhi standar akan dilakukan evaluasi bersama parameter lainnya. pengaruh terhadap parameter tersebut di atas yang menjadi bahan evaluasi terhadap penggunaan serat ijuk pada aspal porous. Pada aspal porous terdapat standar kinerja seperti terlihat pada Tabel 3.
Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7) Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013
M - 91
Material
Tabel 3. Standar kinerja aspal porous Standar kinerja Marshall aspal berpori Stability >500 kg Flow
2-6 mm
VIM
10% - 25%
Marshall Quetion
>200 kg/mm
Standar kinerja fungsi aspal berpori Permeabilitas >10ˉ¹ cm/det Porositas
10% - 30%
Cantabro Loss
<15%
Binder Drain Max. 0,3% Down Sumber: Specitication For Porous Asphalt, Australian Road Standard, 2002
3. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian Catambro Gambar 2 memperlihatkan nilai cantabro mengalami yang penurunan pada kadar ijuk yang dianggap optimum kemudian meningkat seiring dengan penambahan kadar ijuk. Perilaku cantabro tersebut, menunjukkan daya ikat antar agregat dalam campuran semakin berkurang setelah melampaui kadar ijuk optimumny optimumnya. Pemakaian kadar ijuk yang tinggi tidak baik karena ijuk dapat menyerap aspal lebih banyak, menyebabkan tebal film aspal menjadi berkurang sehingga ikatan antar agregat melemah karena aspal sudah tidak dapat menyelimuti permukaan agregat dengan baik. Hal inilah yang menyebabkan disintegrasi semakin besar saat dilakukan pengujian cantabro dengan mesin Los Angeles.
Pengujian Porositas Gambar 3 menunjukkan nilai porositas dimana persentase kandungan rongga dalam campuran aspal porous setelah pemadatan. Nilai porositas semakin menurun dengan meningkatnya kadar ijuk. Hal ini disebabkan oleh aspal yang bersifat termoplastis bersama ijuk mengisi dan menempati rongga rongga-rongga rongga yang ada dalam campuran sehingga memperkecil kadar rongga dalam campuran. Dari hasil pengujian jian porositas, campuran aspal porus dengan kadar ijuk hingga 4% masih memenuhi spesifikasi yang ditentukan antara 110% - 30%.
Gambar 2.. Hubungan antara kadar ijuk dengan cantabro Gambar 3.. Hubungan antara kadar ijuk dengan porositas
Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7)
M - 92
Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta Surakarta, 24-26 Oktober 2013
Material
Pengujian Permeabilitas Gambar 4 menunjukkan koefisien permeabilitas yang semakin kecil seiring penambahan serat ijuk disebabkan penggunaan kadar ijuk yang semakin tinggi, mengurangi volume rongga yang berada dalam campuran yang secara otomatis menyebabkan permeabilitas menurun, sehingga waktu yang dibutuhkan untuk mengalirkan air dari permukaan semakin lama. Perilaku permeabilitas sangat dipengaruhi juga dari persentase porositas dalam campuran. sifikasi untuk pengujian permeabilitas campuran Dari hasil pengujian, kadar ijuk hingga 2% masih memenuhi spe spesifikasi aspal porus yaitu minimal 10-1cm/detik.
Pengujian Binder Drain-Down Down Gambar 5 menunjukkan dengan engan bertambahnya kadar ijuk maka drain-down yang terjadi juga semakin berkurang. Hal ini dikarenakan kemampuan ijuk dalam menyerap aspal sehingga aspal yang jatuh atau mengalir berkurang. Pengujian binder draindown bertujuan untuk mengetahui jumlah drain-down yang terjadi pada campuran ber beraspal yang belum dipadatkan, yaitu selam selama produksi, pengangkutan dan pemadatan campuran. ampuran. Dari grafik, binder drain down terbesar terjadi pada campuran aspal tanpa ijuk (kadar ijuk 00%). ). Secara umum hasil yang diperoleh menunjukkan telah memenuhi spesifikasi binder drain down yang diisyaratkan yaitu maksimum 0.3% dari berat total campuran an sebelum dipadatkan. Gambar 6 menunjukkan nilai ilai VIM yang pada dasarnya mirip dengan nilai porositas yang berfungsi untuk mengalirkan air permukaan sehingga mengurangi genangan di permukaan. Grafik di atas menunjukkan nilai VIM yang menurun akibat penggunaan aan kadar ijuk yang besar karena ijuk mengisi dan menutupi rongga rongga-rongga dalam campuran. Kadar ijuk hingga 4% telah memenuhi spesifikasi aspal porous untuk lalu lintas sedang yaitu 10 – 25%.
Gambar 4. kadar ijuk dengan permeabilitas
Gambar 6. Hubungan antara kadar ijuk dengan VIM
Gambar 5. kadar liquid asbuton dengan Binder Drain Down
Gambar 7. Hubungan antara kadar ijuk dengan stabilitas
Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7) Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24 24-26 Oktober 2013
M - 93
Material
Hubungan Kadar Ijuk dengan Stabilitas Gambar 7 menunjukkan nilai stabilitas meningkat dengan bertambahnya kadar ijuk dan kemudian kembali menurun setelah melewati kadar ijuk 1% yang dapat diindikasikan sebagai kadar ijuk optimum campuran. Penambahan ijuk yang berlebihan tidak baik karena daya ikat dari lapisan aspal sudah tidak efektif untuk penguncian antar partikel sehingga terjadi geseran antar butir, atau dengan kata lain interlocking antar agregat berkurang yang menyebabkan nilai stabilitas menurun. Sebaliknya pada saat kkadar adar ijuk optimum membuktikan bahwa posisi ijuk memberikan penguncian antar partikel yang lebih baik karena dapat mengikat agregat lebih kuat, sehingga nilai stabilitasnya pun menjadi naik.
Hubungan Kadar Ijuk dengan Flow Kelelehan atau flow merupakan parameter rameter untuk menunjukkan kelenturan campuran atau besarnya deformasi vertikal akibat beban yang bekerja pada perkerasan. Gambar 8 memperlihatkan bahwa nilai flow meningkat dengan semakin bertambahnya kadar ijuk yang menggambarkan campuran menjadi semakin plastis dan lebih rentan terhadap deformasi karena penggunaan ijuk yang besar.
Hubungan Kadar Aspal dengan Marshall Quontient Hasil Bagi Marshall atau Marshall Quotient (MQ) adalah indikator terhadap kekakuan campur campuran secara empirik, yang merupakan hasil bagi stabilitas dengan kelelehan. Semakin tinggi nilai MQ, maka kemungkinan akan semakin tinggi kekakuan suatu campuran dan semakin rentan campuran tersebut terhadap keretakan, sebaliknya jika semakin kecil nilainya maka campuran semakin lentur. Gambar 9 memperlihatkan hasil pengujian Marshall Quotient 0%-2% sudah memenuhi spesifikasi untuk campuran aspal porous yaitu lebih besar dari 200 kg/mm..
Gambar 8. Hubungan antara kadar ijuk dengan Flow
Gambar 9. Hubungan antara kadar ijuk dengan MQ
Gambar 10. Kadar ijuk optimum
Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7)
M - 94
Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta Surakarta, 24-26 Oktober 2013
Material
Kadar Liquid Asbuton Optimum Penentuan Kadar Ijuk Optimum ditentukan dari hubungan beberapa parameter hasil pengujian mix design aspal porous seperti yang terlihat pada Gambar 10. Titik temu dari hubungan beberapa grafik parameter pengujian mix design diperoleh titik temu minimum dan maksimum yaitu 0% dan 2% dari titik temu ini kemudian diambil rata-rata dari nilai yang diperoleh yaitu 1%.
4. KESIMPULAN 1.
2.
Dari hasil penelitian diperoleh beberapa keseimpulan, diantaranya: Persentase serat ijuk ideal yang diperoleh dari hasil analisis grafik hubungan yang memenuhi spesifikasi parameter karakteristik aspal porous dan karakteristik Marshall didapatkan nilai kadar ijuk optimum sebesar 1%. Penggunaan serat ijuk sebagai bahan tambah (additive) dalam campuran aspal porous memberikan pengaruh terhadap karakteristik campuran pada kadar optimum sebesar 1 % yang ditinjau dari segi kekuatan atau karakteristik Marshall yaitu ; Nilai cantabro loss menurun menunjukkan interlocking antar agregat yang semakin baik sehingga bahaya disentegrasi pada aspal porous dapat diminimalisir. Meningkatkan stabilitas campuran yaitu meningkatkan kemampuan campuran aspal porous untuk memikul beban lalu lintas / lebih tahan terhadap deformasi, membuktikan bahwa ijuk dapat memberikan penguncian antar partikel lebih baik sehingga dapat menahan struktur agregat kokoh pada posisinya. Nilai binder drain down menurun menunjukkan bahwa adanya penambahan ijuk ke dalam campuran dapat mengurangi kepekaan aspal terhadap suhu.
3.
Penggunaan serat ijuk sebagai bahan tambah (additive) dalam campuran aspal porous memberikan pengaruh terhadap karakteristik campuran pada kadar optimum sebesar 1 % yang ditinjau dari karakteristik fungsi aspal porous dimana nilai porositas dan permeabilitasnya menunjukkan adanya penurunan, tetapi penurunan tersebut tidak terlalu besar dan masih menghasilkan parameter kinerja yang nilainya tetap berada dalam batas toleransi kriteria standar yang sekaligus masih memenuhi syarat karakteristik fungsi aspal porous sebagai drainase.
DAFTAR PUSTAKA A. S. Affan. M, (2000). “Perilaku Aspal berpori di Uji Dengan Alat Marshall dan Wheel Tracking Machine“, Simposium III FSTPT, ISBN No.979-96241-0-X. Alderon. A, John. B, John. O, John. R, (1997). “Open Graded Asphalt Design Guide“, Australian Asphalt Pavement Association. Australian Asphalt Pavement Association, (2004). “National Asphalt Specification”. Cabrera. J. G and Dixon. J. R, March 1994, “Performance and Durability of Bituminous Material”, Proceeding of Symposium University of Leeds, London. Diana. I. W, Siswosoebrotho Ismanto Bambang, Karsaman Hermawan Rudy, (2000). “Sifat-Sifat Teknik dan Permeabilitas Pada Aspal Berpori“, Simposium III FSTPT, ISBN No. 979-96241-0-X. Direktorat Jenderal Bina Marga. (2010), “BAB VII Spesifikasi Umum”, Departemen Pekerjaan Umum. Hardiman M. Y, (2004). “Pengaruh Ukuran Maksimum Agregat Kasar Dalam Desain Gradasi Campuran Aspal berpori“, Jurnal Teknik Sipil, Volume 11, No. 2. Hermadi, M., (2006). “Berbagai Alternatif Penggunaan Asbuton pada Perkerasan Jalan Beraspal”. Puslitbang Jalan dan Jembatan. http://members.tripod.com/sultra/ASPAL_BUTON.htm Nur Ali. (2010). “Kajian Pemanfaatan Liquid Asbuton sebagai Bahan Pengikat Aspal Porous pada Lapis Permukaan Perkerasan Jalan”. Nur Ali, M. Wihardi Tjaronge, November (2011). “Kajian Eksperimental Aspal berpori Menggunakan Liquid Asbuton Sebagai Bahan Subsitusi Aspal Minyak Pada Lapis Permukaan Jalan”. The 14th International Symposium Forum Studi Tansportasi Antar Perguruan Tinggi (FSTPT), Pekanbaru Riau. Santoso. Budi, (1995). “Penggunaan Serat Ijuk Sebagai Campuran Split Mastic Asphalt (SMA)”. Sarwono Djoko, Astuti Koes Wardhani, (2007). “Pengukuran Sifat Permeabilitas Campuran Porus Aspal“, Media Teknik Sipil, 131. Sukirman, Silvia, (1995). “Perkerasan Lentur Jalan Raya“, Nova, Bandung
Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7) Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013
M - 95
