Analisis karakteristik Marshall pada aspal beton campuran panas dengan bahan tambah asbuton butir SKRIPSI

Transkripsi

1 Analisis karakteristik Marshall pada aspal beton campuran panas dengan bahan tambah asbuton butir Analysis of Marshall Characteristic on Hot Mix Asphalt Concrete with Additive Granular Asbuton SKRIPSI Disusun untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh: Ahmad Tanjung Apriawan NIM. I JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2010 i

2 LEMBAR PERSETUJUAN ANALISIS KARAKTERISTIK MARSHALL PADA ASPAL BETON CAMPURAN PANAS DENGAN BAHAN TAMBAH ASBUTON BUTIR Analysis of Marshall Characteristic on Hot Mix Asphalt Concrete with Additive Granular Asbuton Disusun Oleh: AHMAD TANJUNG APRIAWAN NIM. I Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Persetujuan Dosen Pembimbing Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Ir. Agus Sumarsono, MT N I P Ir. Ary Setyawan, M.Sc, Ph.D N I P ii

3 LEMBAR PENGESAHAN ANALISIS KARAKTERISTIK MARSHALL PADA ASPAL BETON CAMPURAN PANAS DENGAN BAHAN TAMBAH ASBUTON BUTIR Analysis of Marshall Characteristic on Hot Mix Asphalt Concrete with Additive Granular Asbuton SKRIPSI Disusun Oleh: AHMAD TANJUNG APRIAWAN NIM. I Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret pada hari rabu, 29 September 2010 : 1. Ir. Agus Sumarsono, MT ( ) NIP Ir. Ary Setyawan, M.Sc, Ph.D. ( ) NIP Slamet Jauhari Legowo, ST, MT ( ) NIP Ir. Djumari, MT (...) NIP Mengetahui, a.n Dekan Fakultas Teknik UNS Pembantu Dekan I Disahkan, Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS Ir. Noegroho Djarwanti, MT NIP Ir. Bambang Santosa, MT NIP iii

4 MOTTO DAN PERSEMBAHAN Kita di ciptakan Allah bukan untuk menjadi pecundang Melainkan kita telah di siapkan Allah berpotensi untuk sukses. Profesionalisme seseorang bukan hanya di tentukan dari prestasi ilmu yang di raih, namun lebih berharga lagi bagaimana seseorang mampu menyelesaikan dan menghadapi resiko dari masalah yang ada di hadapannya, untuk di jadikan lebih baik. (Penulis) Orang yang tidak pernah berbuat kesalahan biasanya tidak pernah berbuat apapun (W.C. Magee) Karya kecil ini aku persembahkan untuk : Allah SWT yang telah melimpahkan rizki dan rahmat-nya. Bapak dan ibu-ku terima kasih atas segala do a dan dukungan kalian sampai akhirnya aku berhasil menyelesaikan kuliahku. Mbak Ria, bang Lian dan dua keponakan kecil-ku Hafna dan Azra yang menjadi penyemangat ku. Mas Tomo, Ibu, Mas Mul dan keluarga Sukoharjo yang selalu menyayangi-ku. My lovely makasih buat semangat dan senyum nya. All penghuni Wisma Adi Putra makasih buat kekompakannya selama ini. Temen-temen seperjuanganku dari Lampung khususnya Ikamala-Solo All civil 06 dan semua pihak yang tidak bisa aku sebutkan satu per satu terima kasih atas bantuan kalian dan support yang membawaku sampai akhirnya bisa selesai kuliah. iv

5 ABSTRAK Ahmad Tanjung Apriawan, 2010, Analisis Karakteristik Marshall Pada Aspal Beton Campuran Panas dengan Bahan Tambah Asbuton Butir. Skripsi, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Kondisi lapis permukaan suatu ruas jalan dengan menggunakan perkerasan lentur, memiliki masalah dalam kerusakannya, yang penyebab utamanya berhubungan dengan kualitas bahan pendukungnya antara lain aspal dan agregat. Kerusakan akan cepat terjadi jika perkerasan tersebut mengalami pembebanan secara berlebihan dan pengaruh lingkungan, salah satunya temperatur yang relatif tinggi. Salah satu cara dalam mengatasi kerusakan jalan yang terjadi lebih awal adalah dengan memperbaiki kinerja campuran yaitu memodifikasi dengan cara menggunakan bahan tambah. Dengan nilai penetrasi yang rendah dan temperatur di Indonesia yang cukup tinggi, asbuton cocok digunakan sebagai bahan tambah. Penelitian sebelumnya menunjukkan dengan penambahan asbuton butir dalam campuran mempunyai kecenderungan memperbaiki kinerja lapis perkerasan jalan terhadap pembebanan. Oleh karena itu, penulis melakukan penelitian sejenis dengan menambahkan asbuton butir pada aspal beton campuran panas, untuk mengkaji karakteristik marshallnya. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pola hubungan variasi campuran dengan atau tanpa bahan tambah asbuton butir dan untuk mengetahui kadar aspal optimum campuran (OBC mix ) terhadap nilai karakteristik marshall. Penelitian ini menggunakan metode eksperimental yang dilakukan di laboratorium dengan aspal beton campuran panas yang ditambahkan asbuton butir tipe 5/20 dengan variasi 0%, 2%, 3%, 4% dan 5%. Benda uji yang digunakan masingmasing berjumlah 20 buah. Pengujian menggunakan alat Marshall Test, kemudian melakukan anlisis regresi dan korelasi untuk mendapatkan hubungan nilai karakteristik marshall dengan variasi asbuton butir. Hasil analisis menunjukkan bahwa semakin besar kadar asbuton butir yang ditambahkan akan menyebabkan nilai stabilitas, porositas dan Marshall Quotient semakin tinggi sedangkan nilai Flow dan densitas makin rendah. Hasil analisis persamaan regresi linier dari grafik Flow dan porositas berdasarkan spesifikasi PU 2004, didapatkan nilai batas maksimum perkiraan penggunaan asbuton butir. Untuk flow digunakan asbuton butir maksimum sebesar 7,93% dan untuk nilai porositas sebesar 10,01%. Dari kedua nilai tersebut digunakan nilai yang terkecil yaitu 7,93%. Untuk nilai kadar aspal optimum campuran (OBC mix ) aspal beton dengan variasi kadar asbuton butir 0%, 2%, 3%, 4% dan 5% di peroleh nilai sebesar 5,58%; 5,63%; 5,64%; 5,69% dan 5,34%. Kata Kunci : aspal beton,asbuton butir 5/20, karakteristik marshall. v

6 ABSTRACT Ahmad Tanjung Apriawan, 2010, Analysis of Marshall Characteristic on Hot Mix Asphalt Concrete with Additive Granular Asbuton. Thesis of Civil Engineering Sebelas Maret University, Surakarta. The condition of the surface layers of a road section by using a flexible pavement, a problem in the damage, which causes primarily related to the quality of supporting materials such as asphalt and aggregate. Damage will occur if the pavement is rapidly experiencing excessive loading and environmental influences, one of the relatively high temperatures. One way to address road damage occurring early is to improve the performance mix that is modifying the way the additive. With low penetration values and temperature in Indonesia is quite high, asbuton suitable for use as an additive agent. Previous research has shown with the addition of granular asbuton in the mix has a tendency to improve performance against the imposition of a pavement layer.therefore, the authors did similar studies by adding granular asbuton item in hot mix asphalt concrete, to study the characteristics of marshallnya. The purpose of this study was to determine the pattern of variation relationship mixed with or without added ingredients granular asbuton and to determine the optimum bitument content mixture (OBC mix ) to marshall the characteristic value. In this study using experimental methods conducted in the laboratory with hot mix asphalt concrete is added asbuton item type 5 / 20 with a variation of 0%, 2%, 3%, 4% and 5%. The samples used each of 20 pieces. Tests using the Marshall Test then do anlisis regression and correlation to obtain the characteristic value relationships with variations granular asbuton marshall point. The results showed that the higher levels are added granular asbuton will cause the value of stability, porosity and Marshall Quotient higher while the value of flow and lower density. The result of linear regression equation analysis of flow charts and porosity based on the specifications of Public Works, 2004, obtained a maximum value of the estimated use of asbuton grain. To use granular asbuton flow to a maximum of 7.93% and 10.01% porosity value. From these two values are used the smallest value is 7.93%. For the optimum bitument content mixture (OBC mix ) asphalt concrete with various levels of granular asbuton 0%, 2%, 3%, 4% and 5% in value gained 5.58%, 5.63%, 5.64%, 5, 69% and 5.34%. Key Words : asphalt concrete, granular asbuton 5/20, marshall characteristic. vi

7 KATA PENGANTAR السلامعليکمورحمةااللهوبرگاته Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan hidayah-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini. Penyusunan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana pada Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis menyusun tugas akhir dengan judul Analisis Karakteristik Marshall Pada Aspal Beton Campuran Panas dengan Bahan Tambah Asbuton Butir, yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh kadar residu oli terhadap karakteristik nilai penetrasi aspal, serta mengetahui pengaruh kadar residu oli terhadap karakteristik Marshall. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak penulis sulit mewujudkan laporan tugas akhir ini. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Ir. Bambang Santosa, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. 2. Ir. Agus Sumarsono,MT, selaku dosen pembimbing I. 3. Ir. Ari Setyawan, M.Sc, Ph.D, selaku dosen pembimbing II. 4. Tim penguji pada ujian pendadaran skripsi. 5. Ir. Agus Hari Wahyudi, M.Sc, selaku Dosen Pembimbing Akademis. 6. Ir. Djoko Sarwono, MT, selaku Ketua Laboratorium Jalan Raya Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 7. Muh. Sigit Budi Laksana, ST, selaku staff Laboratorium Jalan Raya Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 8. Rekan-rekan satu lab seperjuangan ku, terima kasih atas bantuan kalian dari ngelab sampai skripsiku selesai. vii

8 9. Rekan-rekan mahasiswa Sipil angkatan 2006 dan semua pihak lain yang telah banyak membantu, juga yang tidak bisa disebutkan satu persatu atas bantuannya semoga Allah SWT memberi kelancaran pada kalian semua, amiin... Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan penelitian selanjutnya. Penulis berharap tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak pada umumnya dan penulis pada khususnya. والسلامعايكمورحمةااللهوبرکاته Surakarta, September 2010 Penulis viii

9 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL...i LEMBAR PERSETUJUAN...ii LEMBAR PENGESAHAN...iii MOTTO DAN PERSEMBAHAN...iv ABSTRAK...v KATA PENGANTAR...vii DAFTAR ISI...ix DAFTAR TABEL...xii DAFTAR GAMBAR...xiv DAFTAR LAMPIRAN...xvi DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL...xvii BAB 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian...4 BAB 2. LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka Dasar Teori Perkerasan Jalan Konstruksi Perkerasan Jalan Konstruksi Perkerasan Lentur (Flexible Pavement) Konstruksi Perkerasan Kaku (Rigid Pavement) Konstruksi Perkerasan komposit (Composite Pavement) Aspal Beton (Asphalt Concrete/AC)...10 ix

10 Bahan-Bahan Konstruksi Lapis Aspal Beton Agregat...12 Halaman Aspal Aspal Buton (Asbuton) Produk-Produk Pengolahan Asbuton Karakteristik Perkerasan Pengujian Campuran Asphalt Concrete Pengujian Volumetrik Densitas Spesific Grafity Campuran Porositas (VIM) Pengujian Marshall Stabilitas Flow Marshall Quotient Analisis Regresi dan Korelasi Analisis Regresi Analisis Korelasi Kerangka Pikir...29 BAB 3. METODE PENELITIAN 3.1. Metode Penelitian Tempat dan Waktu Penelitian Teknik Pengumpulan Data Alat dan Bahan Penelitian Alat Bahan Benda Uji Prosedur Pelaksanaan Pembuatan Benda Uji Pengujian Volumetrik dan Marshall Tahap Penelitian...37 x

11 BAB 4. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1. Perhitungan Kebutuhan Material Dasar...40 Halaman 4.2. Hasil Pemeriksaan dan Pengujian Marshall Pembahasan Hasil Pengujian Marshall Hubungan Kadar Aspal Campuran dengan Stabilitas Asphalt Concrete (AC) dengan Bahan Tambah Asbuton Butir 0%, 2%, 3%, 4% dan 5% Hubungan Kadar Aspal Campuran dengan Flow Asphalt Concrete (AC) dengan Bahan Tambah Asbuton Butir 0%, 2%, 3%, 4% dan 5% Hubungan Kadar Aspal Campuran dengan Densitas Asphalt Concrete (AC) dengan Bahan Tambah Asbuton Butir 0%, 2%, 3%, 4% dan 5% Hubungan Kadar Aspal Campuran dengan Porositas Asphalt Concrete (AC) dengan Bahan Tambah Asbuton Butir 0%, 2%, 3%, 4% dan 5% Hubungan Kadar Aspal Campuran dengan Marshall Quotient Asphalt Concrete (AC) dengan Bahan Tambah Asbuton Butir 0%, 2%, 3%, 4% dan 5% Hubungan Kadar Asbuton Butir (0%, 2%, 3%, 4% dan 5%) Asphalt Concrete (AC) dengan OBC mix...69 BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran...72 DAFTAR PUSTAKA...73 LAMPIRAN...xix xi

12 DAFTAR TABEL Halaman. Tabel 2.1. Perbedaan Kualitas Dasar Masing Masing Tipe Perkerasan Tabel 2.2. Spesifikasi Pemeriksaan Agregat...14 Tabel 2.3. Gradasi Agregat untuk Campuran Asphalt Concrete (AC)...16 Tabel 3.1. Jumlah Benda Uji dengan Variasi Kadar Aspal dan Asbuton Butir...33 Tabel 4.1. Hasil Perhitungan Kebutuhan Agregat untuk Asbuton Butir 2% dengan Kadar Aspal Minyak 5,5%...41 Tabel 4.2. Rekapitulasi Job Mix Formula (JMF)...42 Tabel 4.3. Hasil Uji dan Perhitungan Volumetrik Asphalt Concrete (AC) dengan Bahan Tambah Asbuton Butir 0%...44 Tabel 4.4. Hasil Uji dan Perhitungan Marshall Asphalt Concrete (AC) dengan Bahan Tambah Asbuton Butir 0%...45 Tabel 4.5. Hasil Uji dan Perhitungan Volumetrik Asphalt Concrete (AC) dengan Bahan Tambah Asbuton Butir 2%...46 Tabel 4.6. Hasil Uji dan Perhitungan Marshall Asphalt Concrete (AC) dengan Bahan Tambah Asbuton Butir 2%...47 Tabel 4.7. Hasil Uji dan Perhitungan Volumetrik Asphalt Concrete (AC) dengan Bahan Tambah Asbuton Butir 3%...48 Tabel 4.8. Hasil Uji dan Perhitungan Marshall Asphalt Concrete (AC) dengan Bahan Tambah Asbuton Butir 3%...49 Tabel 4.9. Hasil Uji dan Perhitungan Volumetrik Asphalt Concrete (AC) dengan Bahan Tambah Asbuton Butir 4%...50 Tabel Hasil Uji dan Perhitungan Marshall Asphalt Concrete (AC) dengan Bahan Tambah Asbuton Butir 4%...51 Tabel Hasil Uji dan Perhitungan Volumetrik Asphalt Concrete (AC) dengan Bahan Tambah Asbuton Butir 5%...52 xii

13 Tabel Hasil Uji dan Perhitungan Marshall Asphalt Concrete (AC) dengan Bahan Tambah Asbuton Butir 5%...53 Halaman. Tabel Rekapitulasi Hasil Perhitungan Uji Marshall dengan Bahan Tambah Asbuton Butir 0%, 2%, 3%, 4% dan 5%...54 Tabel Hasil Regresi dan Korelasi Stabilitas...55 Tabel Hasil Regresi dan Korelasi Flow...58 Tabel Hasil Regresi dan Korelasi Densitas...61 Tabel Hasil Regresi dan Korelasi Porositas...64 Tabel Hasil Regresi dan Korelasi Marshall Quotient...67 Tabel Rekapitulasi Hasil Marshall AC dengan Bahan Tambah Asbuto Butir 0%, 2%, 3%, 4% dan 5% xiii

14 DAFTAR GAMBAR Halaman. Gambar 2.1. Distribusi beban pada struktur jalan...8 Gambar 2.2. Susunan Lapisan Perkerasan Lentur...9 Gambar 2.3. Susunan Lapisan Perkerasan Kaku...9 Gambar 2.4. Diagram Alir Kerangka Berpikir Gambar 3.1. Waterbath...31 Gambar 3.2. Alat Marshal Test Gambar 3.3. Diagram Alir Penelitian Gambar 3.4. Diagram Analisis Data...38 Gambar 4.1. Grafik hubungan Kadar Aspal Campuran dengan Stabilitas untuk Kadar Asbuton Butir 0%, 2%, 3%, 4% dan 5% Gambar 4.2. Perbandingan Nilai Kadar Asbuton Butir dengan Stabilitas pada OBC mix...57 Gambar 4.3. Grafik hubungan Kadar Aspal Campuran dengan Flow untuk Kadar Asbuton Butir 0%, 2%, 3%, 4% dan 5%...58 Gambar 4.4. Grafik Hubungan Kadar Asbuton Butir dengan Flow pada OBC mix..59 Gambar 4.5. Perbandingan nilai Kadar Asbuton Butir dengan Flow pada OBC mix.60 Gambar 4.6. Grafik hubungan Kadar Aspal Campuran dengan Densitas untuk Kadar Asbuton Butir 0%, 2%, 3%, 4% dan 5%...61 Gambar 4.7. Perbandingan nilai Kadar Asbuton Butir dengan Densitas pada OBC mix...62 Gambar 4.8. Grafik hubungan Kadar Aspal Campuran dengan Porositas untuk Kadar Asbuton Butir 0%, 2%, 3%, 4% dan 5% Gambar 4.9. Grafik Hubungan Kadar Asbuton Butir dengan porositas pada OBC mix...65 Gambar Perbandingan nilai Kadar Asbuton Butir dengan Porositas pada OBC mix...65 Gambar Grafik hubungan Kadar Aspal Campuran dengan Marshall Quotient untuk Kadar Asbuton Butir 0%, 2%, 3%, 4% dan 5% xiv

15 Halaman. Gambar Perbandingan nilai Kadar Asbuton Butir dengan Marshall Quotient pada OBC mix...68 Gambar Perbandingan Nilai Kadar Asbuton Butir dengan OBC mix xv

16 51 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A. Lampiran B. Lampiran C. Lampiran D. Data Sekunder Data Primer Dokumentasi Penelitian Surat Kelengkapan xvi

17 DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL AASHTO = American Association of State Highway and Transportation Officials AC = Asphalt Concrete Ac-Base = Asphalt Concrete Base Course AC BC = Asphalt Concrete Binder Course AC WC = Asphalt Concrete Wearing Course ASTM = American Society for Testing and Material BAI BGA BLA C CA D F FA gr HMA k lb MA MQ n NS OBC P r r 2 = Buton Asphalt Indonesia = Buton Granular Asphalt = Bermuda Lake Asphalt = angka koreksi ketebalan = Coarse Agregate = densitas = flow = Fine Agregate = gram = Hot Mix Asphalt = faktor kalibrasi alat = pounds = Medium Agregate = Marshall Quotient = jumlah data = Natural Sand = Optimum Bitumen Content = porositas = koefisien korelasi = koefisien determinasi xvii

18 q = pembacaan stabilitas alat S = Stabilitas TLA = Trinidad Lake Asphalt SG ak SG ah SG f SG b SG mix SSD Vak Vah Vb Vf VIM VMA VFB Wak Wah Wb Wdry Wf Ws Ww x y = specific gravity agregat kasar = specific gravity agregat halus = specific gravity filler = specific gravity aspal = specific gravity campuran = Saturated Surface Dry (berat kering permukaan) = volume agregat kasar = volume agregat halus = volume aspal = volume filler = Void In Mix = Void In Mix Aggregate = Void Filled By Bitument = berat agregat kasar = berat agregat halus = berat aspal = berat kering/berat di udara = berat filler = berat SSD = berat di dalam air = variabel bebas = variabel terikat % = prosentase/persen p = phi ( 3,14 ) 0,454 = konversi beban dari lb ke kg xviii