STUDI PERBANDINGAN PEMERIKSAAN KADAR ASPAL DENGAN MENGGUNAKAN SENTRIFUGE DAN REFLUKS EKSTRAKTOR Zulkarnain A. Muis1 dan Samruddin Nasution2 Staff Pengajar DepartemenTeknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No.1 Kampus
1
USU Medan 2
Mahasiswa Bidang Studi Transportasi Depaetemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara, , Jl. Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan Email :
[email protected]
ABSTRAK Kadar aspal merupakan satu parameter yang sangat penting didalam menjamin kualitas dari campuran beraspal panas (Hotmix) selain faktor gradasi dan sifat – sifat fisis agregatnya. Demi menghasilkan perkerasan dengan kinerja yang maksimal, kontrol terhadap masing – masing bahan pembentuk campuran harus benar – benar dilakukan. Pada Spesifikasi Bina Marga tahun 2010 juga terdapat peraturan untuk melakukann pemeriksaan kadar aspal (Ekstraksi) dalam Hotmix setiap produksi 200 ton campuran beraspal. Pemeriksaan kadar aspal dalam Hotmix dapat dilakukan dengan metode sentrifugal dan refluks. Metode tersebut menggunakan Reflux dan Centrifuge Extractor dengan Bensin atau Trichloroethylene sebagai pelarut untuk memisahkan aspal dan agregat pada Hotmix. Telah dilakukan pemeriksaan kadar aspal dengan sampel Hotmix yang berasal dari PT. Karya Murni Perkasa Medan sebanyak 20 sampel,masing – masing 10 sampel untuk setiap metode. Dari penelitian yang dilakukan untuk Hotmix dengan kadar aspal 6,3% didapat rata – rata hasil pemeriksaan kadar aspal 6,293% dengan sentrifugal dan 6,298% dengan refluks. Dengan nilai minimum 6,27%, maksimum 6,31% untuk sentrifugal dan minimum 6,28%,maksimum 6,31% untuk refluks. Pemeriksaan kadar aspal yang dilakukan dengan menggunakan metode sentrifugal dan refluks menunjukkan hasil yang sama. Kata kunci : Pemeriksaan Kadar Aspal, centrifuge extractor, reflux extractor.
ABSTRACT Bitumen content is a very important parameter in guaranteeing the quality of hot mix asphalt factors other than gradation and physical properties of aggregates. In order to produce pavement with maximum performance, control of the material forming the mixture - should be done. In the Highways Specifications of Bina Marga 2010 also contained regulations for the examination of bitumen content (Extraction) in Hotmix every 200 tons of hot asphalt mixture production. Examination of bitumen content in Hotmix can be done by the centrifugal method and reflux. The method uses Reflux and Centrifuge Extractor with benzine or Trichloroethylene as a solvent to separate the bitumen and aggregate in Hotmix. Examination has been conducted with samples of bitumen content Hotmix derived from PT. Karya Murni Perkasa field of 20 samples, respectively each 10 samples for each method. From the research conducted for Hotmix with 6.3% bitumen content obtained average bitumen content 6.293% with a centrifuge and 6.298% with a reflux. With a minimum value of 6.27%, maximum 6.31% for centrifuge and minimum value of 6.28%, maximum 6.31% for reflux. Examination of bitumen content is done using the centrifugal method and reflux showed similar results. Keyword: Determination of bitumen content, centrifuge extraction, reflux extraction.
I. Pendahuluan Latar Belakang Campuran beraspal adalah suatu kombinasi campuran antara agregat dan aspal. Dalam campuran beraspal, aspal berperan sebagai pengikat atau lem antar partikel agregat, dan agregat berperan sebagai tulangan. Sifat-sifat mekanis aspal dalam campuran beraspal diperoleh dari friksi dan kohesi dari bahan-bahan pembentuknya. Friksi agregat diperoleh dari ikatan antar butir agregat (interlocking), dan kekuatannya tergantung pada gradasi, tekstur permukaan, bentuk butiran dan ukuran agregat maksimum yang digunakan. Sedangkan sifat kohesinya diperoleh dari sifat-sifat aspal yang digunakan. Oleh sebab itu kinerja campuran beraspal sangat dipengaruhi oleh sifat-sifat agregat dan aspal serta sifat-sifat campuran padat yang sudah terbentuk dari kedua bahan tersebut. Perkerasan beraspal dengan kinerja yang sesuai dengan persyaratan tidak akan dapat diperoleh jika bahan yang digunakan tidak memenuhi syarat, meskipun peralatan dan metoda kerja yang digunakan telah sesuai. Kadar aspal yang digunakan dalam campuran beraspal menjadi salah satu penentu untuk menghasilkan perkerasan dengan kinerja yang baik. Dalam memproduksi campuran beraspal panas, unit pencampur aspal AMP memproduksi campuran sesuai dengan formula campuran kerja yang telah direncanakan. Spesifikasi Bina Marga mengharuskan penyelenggara produksi untuk melakukan pemeriksaan kadar aspal dalam campuran beraspal yang akan dihasilkan AMP (Asphalt Mixing Plant). Spesifikasi mengharuskan pemeriksaan untuk setiap 200 ton campuran yang dihasilkan atau minimal 2 kali pemeriksaan kadar aspal dalam sehari. Di Indonesia pemeriksaan kadar aspal yang dilakukan di unit pencampur aspal biasanya dilakukan pada pagi dan sore hari. Pemeriksaan kadar aspal ini bisa dilakukan dengan beberapa metode, antara lain dengan metode sentrifugal dan refluks. Metode sentrifugal memamfaatkan alat centrifuge extractor, dan metode refluks menggukan refluks gelas untuk memeriksa kadar aspal. Maksud dan Tujuan Penelitian Penelitian ini dimaksudkan untuk membandingkan pemeriksaan kadar aspal (ekstraksi) dalam campuran beraspal panas ( hotmix ) dengan menggunakan alat refluks gelas dan centrifuge extractor. Tujuan dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan gambaran kepada pihak yang ingin melakukan ekstraksi campuran beraspal panas dalam hal memilih alat yang digunakan antara centrifuge atau refluks ekstraktor. Hipotesa Penulis merumuskan hipotesa awal Ho : μ1 = μ2 yaitu hasil pemeriksaan kadar aspal dengan metode sentrifugal dan refluks adalah sama dengan demikian hipotesa alternatifnya adalah Ha : μ 1 ≠ μ2 yaitu hasil pemeriksaan kadar aspal dengan kedua metode tidak sama. II. Tinjauan Pustaka II.1Campuran Beraspal Campuran beraspal adalah suatu kombinasi campuran antara agregat dan aspal. Dalam campuran beraspal, aspal berperan sebagai pengikat atau lem antar partikel agregat, dan agregat berperan sebagai tulangan. Sifat-sifat mekanis aspal dalam campuran beraspal diperoleh dari friksi dan kohesi dari bahan-bahan pembentuknya. Friksi agregat diperoleh dari ikatan antar butir agregat (interlocking), dan kekuatannya tergantung pada gradasi, tekstur permukaan, bentuk butiran dan ukuran agregat maksimum yang digunakan. Sedangkan sifat kohesinya diperoleh dari sifat-sifat aspal yang digunakan. Oleh sebab itu kinerja campuran beraspal sangat dipengaruhi oleh sifat-sifat agregat dan aspal serta sifat-sifat campuran padat yang sudah terbentuk dari kedua bahan tersebut. II.2 Material Campuran Beraspal Di dalam Manual Campuran Beraspal Panas, campuran beraspal adalah suatu kombinasi campuran antara agregat dan aspal. Dalam campuran beraspal, aspal berperan sebagai pengikat atau lem antar partikel agregat, dan agregat berperan sebagai tulangan.
II.3 Ekstraksi Campuran Beraspal Ekstraksi menurut RSNI M-05-(2004) adalah proses pemisahan campuran dua atau lebih bahan dengan cara menambahkan pelarut yang dapat melarutkan salah satu bahan yang ada dalam campuran tersebut. Ekstraksi campuran beraspal sangat diperlukan untuk mendapatkan kembali komposisi bahan sesuai perencanaan demi menjaga kualitas campuran beraspal. Pengujian kadar aspal dalam campuran bersapal diharuskan untuk dilakukan oleh perusahaan pemproduksi campuran beraspal minimal dua kali sehari pagi dan sore hari atau setiap produksi 200 ton campuran beraspal. Ada tiga metode pengujian kadar aspal yaitu solvent extraction (ekstraksi dengan pelarut), nuclear asphalt content gauge dan ignition furnace. Proses pengekstraksian aspal dengan memamfaatkan pelarut dapat dilakukan dengan cara sentrifugal dan refluks. Metode lain yang dapat dilakukan dengan menggunakan pelarut sebagai pengekstraksi seperti yang dilakukan oleh Washington State Departement of Transportation dalam “ Asphalt Extraction Study ” dilakukan dengan metode Vacuum Extraction dan Quick Extraction. Metode ekstraksi refluks merupakan metode ekstraksi dengan menggunakan pendingin yang akan mengubah uap pelarut menjadi cairan, dan akan melarutkan aspal pada benda uji. Metode ekstraksi sentrifugal memamfaatkan putaran yang dilakukan mesin pengekstraksi, pelarut akan memisahkan aspal dengan agregat selama terjadi putaran pada mangkuk wadah campuran ditempatkan. Putaran dilakukan hingga kecepatan 3600 rpm. Berdasarkan Spesifikasi Umum Bina Marga tahun 2010 tabel 6.3.3.(2) seksi 6.3 Campuran Beraspal Panas hal. 6-45 toleransi kadar aspal adalah ± 0,3% terhadap berat total campuran. II.4 Statistik Pengolahan Data Hasil Penelitian Statistik dalam arti sempit adalah data, statistik adalah ukuran – ukuran yang dikenakan pada sampel seperti rata – rata (mean),simpangan baku,varians,dan lainnya. Dalam penelitian akan didapatkan hasil penelitian berupa data, sebelum data diperoleh peneliti memberikan hipotesis sebagai jawaban sementara terhadap rumusan masalah penelitian. Ada 3 (tiga) bentuk rumusan hipotesis yaitu: - Hipotesis deskriptif, yaitu dugaan tentang nilai suatu variabel mandiri, tidak membuat perbandingan atau hubungan. - Hipotesis komparatif, yaitu pernyataan yang menunjukkan dugaan nilai dalam satu variabel atau lebih pada sampel yang berbeda. - Hipotesis hubungan, yaitu suatu pernyataan yang menunjukkan dugaan tentang hubungan antara dua variabel atau lebih. Apabila rumusan hipotesa telah terbentuk ada beberapa metode untuk pengujian hipotesa tersebut diantaranya Test Binomial, Chi Kuadrat, Run Test, Uji Dua Pihak, Uji Satu pihak, Mc Nemar Test, Sign Test, Wilcoxon Match Pairs Test, T-Test, dan lain sebagainya. Pengujian hipotesa ini dipilih berdasarkan jenis hipotesa yang digunakan. III. Hasil dan Pembahasan III.1 Hasil Pemeriksaan Kadar Aspal Campuran beraspal panas yang dijadikan sampel untuk diperiksa kadar aspalnya dalam penelitian ini merupakan hasil produksi dari AMP PT. Karya Murni Perkasa. Kadar aspal dari campuran beraspal ini, telah diketahui sesuai dengan JMF yang nilainya 6,30% dari total campuran. Penelitian dilakukan selama 5 hari dengan hasil sebagai berikut : Tabel III.1 Hasil Pengujian Kadar Aspal Hari
Sentrifugal Waktu Kadar Aspal
Refluks Waktu Kadar Aspal
I. II. III. IV. V.
09.00 – 10.30 16.00 – 17.30 09.00 – 10.30 16.00 – 17.30 09.00 – 10.30 16.00 – 17.30 09.00 – 10.30 16.00 – 17.30 09.00 – 10.30 16.00 – 17.30
6,27 6,29 6,29 6,29 6,29 6,28 6,31 6,30 6,30 6,30
08.00 – 15.00 15.00 – 22.00 08.00 – 15.00 15.00 – 22.00 08.00 – 15.00 15.00 – 22.00 08.00 – 15.00 15.00 – 22.00 08.00 – 15.00 15.00 – 22.00
6,28 6,29 6,29 6,29 6,30 6,29 6,31 6,31 6,31 6,31
III.2 Hasil Pemeriksaan Analisa Saringan Berikut ini adalah grafik gradasi agregat yang digunakan untuk membuat campuran beraspal panas sesuai JMF dan beberapa grafik gradasi agregat yang dihasilkan setelah melakukan proses ekstraksi selama 5 hari: 0,1
Grafik Gradasi Campuran AC -WC 1,0 10,0
100
100,0 100
90
90 Gradasi AC -
80 70 60
80
JUMLAH MELALUI SARINGAN ( PERSEN )
0,0
70 Spec. AC -
60
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0
0
Gambar III.1 Gradasi Agregat Gabungan sesuai JMF 0,1
Grafik Gradasi Campuran AC -WC 1,0 10,0
100 90
90 Gradasi AC -
80 70 60
100,0 100
80 70
Spec. AC -
60
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0
0
Gambar III.2 Grafik Hasil Test Analisa Saringan Hari I
JUMLAH MELALUI SARINGAN ( PERSEN )
0,0
0,0
0,1
Grafik Gradasi Campuran AC -WC 1,0 10,0
100,0 100
100 90
90 Gradasi AC -
80
70
70 Spec. AC - WC
60
60
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0
0
JUMLAH MELALUI SARINGAN ( PERSEN )
80
Gambar III.3 Grafik Hasil Test Analisa Saringan Hari II
III.3 Analisa Data Hasil Pengujian Kadar Aspal Berdasarkan data kadar aspal di atas melalui pengolahan data dengan program SPSS 17, didapatkan nilai sebagai berikut : Tabel III.2 Descriptive Statistics N
Mean
Std. Deviation
Minimum
Maximum
Sentrifugal
10
6.2930
0,01252
6.27
6.31
Refluks
10
6.2980
0,01135
6.28
6.31
Dari table III.2 di dapatkan nilai Standar Deviasi dari kedua metode pengujian adalah 0,01252 dan 0,01135 lebih kecil dari 0,05, nilai ini menunjukkan data yang didapatkan bersifat Homogen. Nilai mean atau nilai rata – rata yang didapat dari penelitian adalah 6,2930 untuk sentrifugal dan 6,2980 untuk refluks dan kadar aspal yang direncanakan sesuai JMF adalah 6,30 maka penulis menyimpulkan metode refluks memiliki tingkat keakurasian yang lebih tinggi dalam hal pemeriksaan kadar aspal bila di tinjau dari nilai rata – rata (mean) yang didapat. III.4 Pengujian Hipotesa Untuk menguji hipotesis digunakan uji t-test. Pada uji t-test bila jumlah anggota sampel sama (n1=n2) dan varians juga homogen maka digunakan rumus sebagai berikut: ̅̅̅ 𝐱𝟏 − ̅̅̅ 𝐱𝟐
𝐭=
𝐬𝟏 𝟐 𝐬𝟐 𝟐 𝐧𝟏 + 𝐧 𝟐
√
Hipotesis yang digunakan adalah: Ho : μ1 = μ2 tidak terdapat perbedaan Ha : μ1 ≠ μ2 terdapat perbedaan Dengan kriteria pengujian adalah sebagai berikut: Ho diterima apabila t-hitung < t-tabel Ha diterima apabila t-hitung > t-tabel
Berdasarkan pengolahan data pada program SPSS.17 diperoleh hasil: Tabel III.3 Statistik Refluks n1 = 10 𝑋̅1 = 6.298 S1 = 0.0113 S12 = 0.00013
Sentrifugal n2 = 10 𝑋̅2 = 6.293 S2 = 0.0125 S22 = 0.00016
Sehingga dapat dihitung nilai t: t=
6.298 − 6.293
√0.00016 + 0.00013 10 10 0.0050 t= 0.0053 t = 0.936 Harga t hitung diatas kemudian dibandingkan dengan harga t table, yaitu: dk = n1 + n2 – 2 = 10 + 10 – 2 = 18 dan α = 5 % maka dk = 2.101 Berdasarkan perhitungan tersebut, ternyata t hitung lebih kecil dari t table (0.936 < 2.101). Dengan demikian Ho diterima, maka tidak terdapat perbedaan hasil pemeriksaan kadar aspal dengan menggunakan metode Sentrifugal dan metode refluks. III.5 Regresi Linier Sederhana
Tabel III.4 Perkalian Untuk Regresi Linier No.
Sentrifugal (sb.y) (%)
Refluks (sb.x) (%)
x2
y2
xy
1.
6,27
6,28
39,4384
39,3129
39,3756
2.
6,29
6,29
39,5641
39,5641
39,5641
3.
6,29
6,29
39,5641
39,5641
39,5641
4.
6,29
6,29
39,5641
39,5641
39,5641
5.
6,29
6,30
39,6900
39,5641
39,6270
6.
6,28
6,29
39,5641
39,4384
39,5012
7.
6,31
6,31
39,8161
39,8161
39,8161
8.
6,30
6,31
39,8641
39,6900
39,7530
9.
6,30
6,31
39,8161
39,6900
39,7530
10. ∑
6,30 62,92
6,31 62,98
39,8641 396,6492
39,6900 395,8938
39,7530 396,2712
Dari data diatas dapat dihitung regresi linier kadar aspal yang didapat. Rumus regresi linier sederhana : y = a + bx ∑𝒚 ∑𝒙 dimana; a= 𝒏 − 𝒃 𝒏 b=
𝒏∑𝒙𝒚−(∑𝒙)(∑𝒚) 𝒏 ∑ 𝒙𝟐 −(∑ 𝒙)𝟐
Dari rumus diatas di dapatkan nilai a = 0,6455 dan b = 0,8965, maka persamaan regresi linier sederhananya adalah: y = 0,6455 + 0,8965x Rumus koefisien korelasi :
r=
𝒏 ∑ 𝒙𝒚− (∑ 𝒙) (∑ 𝒚)
√𝒏 ∑ 𝒙𝟐 − (∑ 𝒙)𝟐 √𝒏 ∑ 𝒚𝟐 − ∑ 𝒚𝟐
Maka nilai koefisien korelasinya adalah: r = 0,8965 jadi r2 = 0,8038. IV. Kesimpulan dan Saran IV.1 Kesimpulan Berdasarkan penelitian yang dilakukan dapat dibuat kesimpulan sebagai berikut: 1. Nilai kadar aspal yang diperoleh dari penelian dengan metode sentrifugal minimum 6,27 – maksimum 6,31 dan dengan metode refluks minimum 6,28 – maksimum 6,31. Nilai rata – rata (mean) untuk kedua metode adalah sentrifugal 6,2930 dan refluks 6,2980. 2. Berdasarkan uji hipotesa dengan metode t-test menunjukkan t-hitung yang didapatkan 0,936 lebih kecil dari t-tabel 2.101 berarti Hipotesa Nol diterima dan Hipotsa Alternatif ditolak. Ho : μ1 = μ2 “ hasil pemeriksaan kadar aspal dengan metode sentrifugal dan refluks adalah sama” atau “tidak ada perbedaan hasil pemeriksaan kadar aspal dengan metode sentrifugal dan refluks”. 3. Persamaan regresi linier sederhana yang didapat dengan menjadikan salah satu metode sebagai variabel sb.x dan metode lainnya sebagai variabel sb.y adalah y = 0,6455 + 0,8965x, dan nilai koefisien korelasi didapat r = 0,8965 maka r2 = 0,8038. 4. Berdasarkan aspek efektif,ekonomis dan efisien pengujian kadar aspal dengan metode sentrifugal lebih baik untuk digunakan karena waktu pemeriksaan yang lebih singkat yaitu ± 1 jam 30 menit sedangkan refluks ± 7 jam. Selain itu metode sentrifugal dapat memanfaatkan kedua pelarut baik bensin maupun trichloroethylene untuk mengekstraksi Hotmix berbeda dengan refluks yang hanya dapat menggunakan trichloroethylene. Harga trichloroethylene yang jauh lebih mahal menjadikan metode sentrifugal lebih ekonomis untuk digunakan. IV.2 Saran Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat disarankan beberapa hal: 1. Dalam hal waktu pengerjaan metode sentrifugal jauh lebih baik untuk digunakan untuk melakukan proses ekstraksi campuran beraspal. 2. Dalam hal tingkat keamanan metode sentrifugal lebih aman untuk dilakukan karena kedua metode ini menggunakan pelarut yang rentan terbakar, dan metode refluks memamfaatkan pemanasan untuk mengekstraksi campuran berbeda dengan sentrifugal yang memamfaat kecepatan putaran sentrifuge ekstraktor. 3. Dalam hal pelarut yang digunakan metode sentrifugal lebih unggul karena dapat memanfaatkan kedua pelarut baik bensin dan trichloroethylene.
V. Daftar Pustaka Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah Direktorat Jendral Prasarana Wilayah. 2002. Manual Pekerjaan Campuran Beraspal Panas. Tm, Suprapto. 2006. Bahan dan Struktur Jalan Raya. Edisi Ketiga. Yogyakarta : Biro Penerbit KMTS FT UGM. Hadijah, Ida. 2011, “Evaluasi Variasi Bahan Pelarut Untuk Penentuan Kadar Aspal Optimum”. Vol.1 AASHTO T-164.1998. Standard Method of Test For Quantitative Extraction of Bitumen Paving Mixture Method B. AASHTO T-164.1990. Standad Method of Test, for Quantitative Extraction of Bitumen, from Bituminous Paying Mixt ures Method A. Washington DC 20001. Washington State Departement of Transportation. 1988. Asphalt Extraction Study. Sugiyono. 2011. Statistika untuk Penelitian. Bandung: ALFABETA. Wiratha, I Made. 2005. Pedoman Penulisan Ulasan Penelitian, Skripsi, dan Tesis. Edisi I. Yogyakarta: ANDI
