LIMBAH VULKANISIR BAN SEBAGAI BAHAN PEMBUATAN STRESS ABSORBTION MEMBRANE INTER LAYERS (270M)

Transkripsi

1 LIMBAH VULKANISIR BAN SEBAGAI BAHAN PEMBUATAN STRESS ABSORBTION MEMBRANE INTER LAYERS (270M) Djumari 1, Muhamad Ansori 2 dan Ary Setyawan 3 1 Jurusan Teknik Sipil, Universitas Sebelas Maret, Jl. Ir. Sutami 36 A Surakarta djumari@yahoo.com 2 Departemen Sipil, Universitas Sebelas Maret, Jl. Ir. Sutami 36 A Surakarta ansori@yahoo.com 3 Jurusan Teknik Sipil, Universitas Sebelas Maret, Jl. Ir. Sutami 36 A Surakarta cenase@cenaseyahoo.com ABSTRAK Retak refleksi menjadi salah satu masalah utama pada perkerasan jalan di Indonesia. Perkembangan retak refleksi sangat dipengaruhi oleh karakteristik interface antara lapis beraspal existing dengan lapis overlay-nya. Oleh sebab itu,pemberian suatu lapisan khusus untuk menyerap tegangan pada interface antaralapis beraspal diharapkan dapat menghambat laju perkembangan retak refleksi.penelitian ini bertujuan mengetahui kelayakan dan perilaku pola keretakan perkerasan lentur di laboratorium yang dipasang crumb rubber sebagai Stress Absorbing Membrane Interlayer (SAMI) untuk menghambat laju perkembangan retak refleksi.lapisan crumb rubber dipasang pada interface antara lapis beraspal existing dengan lapisan baru. Benda uji dibuat dengan dimensi 50 cm x 10 cm x 10 cm dan dipadatkan dengan marshall compactor. Untuk mensimulasikan retak awal pada lapis existing dipasang multiplek tebal 3 mm setiap jarak 10 cm. Selanjutnya dilakukan uji kuat lentur (flexural strength) dengan metode perletakan beban menggunakan jarak sepertiga dari panjang benda uji (third point loading) untuk mendapatkan data beban maksimum dan dianalisa dengan Modulus of Rupture (MOR), selain itu untuk mengetahui perbandingan pola dan perkembangan retak antara benda uji dengan SAMI yang berupa crumb rubber, agregat dan tanpa SAMI. Pengamatan pola retak dan perkembangan panjang retak dilakukan dengan menggunakan kamera yang menghasilkan pengamatan pola retak dan pembacaan waktu retak yang detail.hasil analisis penelitian menunjukkan bahwa jumlah retakan pada benda uji crumb rubber sebagai SAMI memiliki jumlah retakan paling sedikit dan memiliki pola keretakan membelok arah dengan membentuk sudut terhadap garis bantu. Penggunaan crumb rubber sebagai SAMI menghasilkan nilai beban maksimum terbesar yaitu 0,996 kn, waktu runtuh 4,83 detik dan menghasilkan nilai Modulus of Rupture (MOR) rata-rata terbesar yaitu 0,5143 MPa. Sehingga dapat disimpulkan bahwa pada benda uji dengan SAMI yang berupa crumb rubber berperan menghambat laju perkembangan retak refleksi dibanding benda uji dengan SAMI agregat atau benda uji tanpa SAMI. Kata kunci: SAMI, crumb rubber, retak refleksi, overlay 1. PENDAHULUAN SAMI (Stress Absorbing Membrane Interlayer) merupakan suatu aplikasi pemeliharaan atau perawatan pada perkerasan existing yang digunakan untuk mencegah merambatnya retakan dari lapisan bawah menuju ke lapisan permukaan baru (overlay). SAMI adalah suatu lapisan antara pada interface antar lapisan beraspal yang menyerap tegangan untuk mengurangi retak (stress-relieving interlayer), terbuat dari aspal dan agregat (chip) atau bahan tertentu. seperti asphalt rubber, membranes, geosyntetics, low viscosity asphalt concrete, open greaded asphalt and aggregate. Untuk dapat melakukan penanganan kerusakan jalan khususnya keretakan pada permukaan, perlu dilakukan suatu penerapan teknologi yang dapat mengatasinya. Retak yang ditangani dengan tidak tepat akan menyebabkan kerusakan jalan bertambah parah dan berakibat terganggunya arus transportasi. Retak refleksi akan cepat muncul ke lapis permukaan bila tidak ada satu lapisan yang mampu menahan perkembangan retak tersebut. Konsekuensinya, rentang waktu overlay menjadi pendek, biaya pemeliharaan menjadi lebih besar dan untuk pembongkaran area yang retak akan menghabiskan dana yang relatif besar. Penanganan permasalahan kerusakan ini akan diteliti dengan menggunakan limbah vulkanisir ban (crumb rubber) sebagai penghambat retak refleksi yang merupakan salah satu bahan modifikasi bitumen dari golongan polimer jenis elastomer. Lapisan menggunakan limbah vulkanisir ban (crumb rubber) bekerja sebagai sebagai lapisan SAMI Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, Oktober 2013 M - 283

2 (Stress Absorbing Membrane Interlayer), dengan tujuan antara lain diharapkan mampu menghambat penyebaran retak pada overlay, mencegah air masuk ke lapis perkerasan dan menambah kuat tarik (reinforcement). Dengan penggunaan crumb rubber diharapkan mampu memanfaatkan bahan sisa dengan biaya yang efisien dan ramah lingkungan. Berdasarkan hal tersebut di atas, penelitian dilakukan dengan percobaan (experiment) di laboratorium untuk mendapatkan data. Hasil percobaan tersebut dianalisis untuk mendapatkan perbandingan yang ada, yaitu tentang karakteristik marshall, kuat lentur dan pola keretakan benda uji yang dihasilkan dari penelitian. Hasil percobaan di laboratorium untuk mengkaji kelayakan penggunaan limbah vulkanisir ban (crumb rubber) sebagai lapisan SAMI (Stress Absorbing Membrane Interlayer) sebagai bagian dari sistem bitumen atau lapis perkerasan jalan. 2. BAHAN DAN ALAT Metode pemadatan pada pembuatan benda uji modifikasi flexural strength ini mengacu pada proses pemadatan benda uji Marshall, yaitu pemadat briket (compactor) dengan permukaan rata berbentuk silinder, dengan berat 4,536 kg (10 lbs) dan tinggi jatuh bebas 45,7 cm (18 ). Untuk membuktikan validitas pemadatan tersebut, sebelumnya dibuat benda uji pendahuluan yang dipadatkan sebanyak 1 x 75 dan 2 x 75 tiap jarak 10 cm. Nilai berat jenis benda uji modifikasi flexural strength tersebut kemudian dibandingkan dengan density (berat jenis) hasil pengujian Marshall. Hasil perhitungan berat jenis yang berdasarkan berat dibagi dengan volume benda uji modifikasi flexural strength disajikan dalam Tabel 1.. Kode B. Uji Tabel 1. Nilai berat jenis benda uji modifikasi Flexural Strength pada KAO Berat Tebal benda uji (cm) Volume di Rata-rata Densitas benda uji udara (cm) (gr/ (gr) ( ) BSCR ,5 9,3 9,7 9,7 9, ,123 BSCR ,7 9,8 9,85 9,9 9, ,25 2,088 BSCR ,6 9,65 9,75 9,8 9, ,118 BSA ,2 9,1 9,2 9,2 9, ,5 2,256 BSA ,3 8,8 9,1 9 9, ,284 BSA ,1 9,1 9,2 9,3 9, ,5 2,245 BTS ,9 9,1 9 8,9 8, ,5 2,246 BTS ,9 8,9 9 9,1 8, ,5 2,247 BTS ,2 9,2 9,2 9,1 9, ,5 2,202 Rata-rata 2,201 Sesuai perhitungan diatas maka dapat disimpulkan bahwa dengan pemadatan sebanyak 2 x 75 kali tiap jarak 10 cm, diperoleh densitas rata-rata benda uji modifikasi flexural strength sebesar 2,201 gram/cm 3 yang hampir sama dengan densitas benda uji Marshall, yaitu 2,286 gram/cm 3. Adapun syarat nilai densitas yang ditetapkan oleh Bina Marga (1987) adalah 2 3 gr/cm 3. Maka, nilai densitas dari campuran aspal beton pada benda uji beam tersebut telah memenuhi syarat untuk pengujian selanjutnya. Proses pembuatan benda uji disajikan pada Gambar 1. M Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, Oktober 2013

3 Gambar 1.. Metode Pemadatan Benda Uji Modifikasi Flexural Strengthpenulisan Abstrak 3. METODE PENELITIAN Penelitian ini menggunakan metode eksperimental, yaitu metode yang dilakukan dengan mengadakan kegiatan percobaan di laboratorium untuk mendapatkan data. Data pengujian Marshall untuk menunjukkan kadar aspal optimum campuran. Penelitian dilakukan dengan membuat benda uji modifikasi flexural strength yang kemudian diuji untuk mendapatkan data pola perilaku dan perkembangan retak refleksi pada benda uji yang menggunakan crumb rubber sebagai lapisan SAMI (Stress Absorbing Membrane Interlayer). Data pengujian dapat menggambarkan bagaimanakah kedudukan variabel-variabel yang diamati dan perbandingan antara benda uji yang menggunakan SAMI dan tanpa menggunakan SAMI. Gambar 2 menunjukkan benda uji untuk pengamatan retak pada pembebanan tertentu dengan modifikasi flexural strength.. Gambar 2. Benda uji modifikasi Flexural Strength Untuk pengamatan retakan yang terjadi pada benda uji ketika diuji, dilakukan beberapa cara dibawah ini dengan ilustrasi pada Gambar 3. : a. Pada salah satu sisi panjangnya termasuk lapis overlay atau lapisan II, diberi cat warna putih. Hal ini bertujuan untuk memperlihatkan pola retakan yang terjadi seiring peningkatan beban. b. Dibuat garis-garis per 1 cm, baik horisontal maupun vertikal untuk mengetahui perkembangan panjang retakan yang terjadi seiring peningkatan beban. c. Dipasang kamera pada salah satu sisi panjangnya untuk merekam pertambahan panjang dan kecepatan perkembangan retak yang terjadi berdasarkan waktu (detik). Benda uji Kamera Gambar 3. Skema pengamatan pola retak Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, Oktober 2013 M - 285

4 4. HASIL DAN ANALISA Perbandingan pola retak Perbandingan pola retak yang terjadi pada benda uji setelah pengujian Flexural Strength tersaji pada Gambar 4., 5 dan 6. Keterangan : = simulasi retak = pola retak = garis normal Gambar 4.. Pola retak pada benda uji dengan crumb rubber sebagai SAMI Keterangan : = simulasi retak = pola retak = garis normal Gambar 5. Pola retak benda uji dengan agregat no.8 sebagai SAMI Keterangan : = simulasi retak = pola retak = garis normal Gambar 6. Pola retak benda uji tanpa SAMI Dari gambar pola keretakan diatas dapat dilihat bahwa penggunaan SAMI berupa crumb rubber, penggunaan SAMI berupa agregat No.8 dan benda uji tanpa SAMI mempunyai jumlah retak dan mengalami pola rambatan retak yang berbeda. Pada benda uji SAMI berupa crumb rubber mengalami pembelokan arah rambatan retak dan memiliki sudut terhadap garis bantu. Sedangkan kedua benda uji lain mempunyai pola mendekati sejajar dengan arah simulasi retak awal (multiplek). Benda uji SAMI berupa crumb rubber mempunyai jumlah retak paling sedikit yaitu rata-rata satu buah pada setiap benda uji. Sedangkan benda uji yang lain terdapat 2-3 jumlah retakan. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan crumb rubber sebagai SAMI jika dilihat dari jumlah dan pola retak sudah berfungsi sesuai harapan untuk menahan laju perkembangan retak refleksi. Perkembangan pola retak Dari hasil pengujian yang dilakukan telah menunjukkan perbedaan pola retak terjadi pada masing-masing benda uji, selain itu terlihat juga perbedaan waktu keruntuhannya. Untuk penjelasan selanjutnya tentang perbandingan perkembangan panjang retak hingga runtuhnya benda uji tersaji pada Tabel 2. dan grafik pada Gambar 7 Tabel 2. Perbedaan perkembangan waktu dan panjang retak benda uji Waktu rata-rata (detik) Panjang retakan (cm) BSCR BSA BTS M Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, Oktober 2013

5 Berdasarkan Tabel 2. dapat dibuat grafik hubungan antara waktu dengan panjang retak seperti yang disajikan pada gambar 7. berikut : Gambar 7. Grafik hubungan panjang retak dengan waktu Gambar 8. Grafik perbandingan waktu runtuh antara benda uji Berdasarkan grafik hubungan panjang retak dengan waktu (Gambar 4.20.), menunjukkan bahwa semakin lama benda uji menerima beban maka semakin panjang retak yang terjadi. Sebagai contoh pada benda uji crumb rubber sebagai SAMI membutuhkan waktu 2,1 detik untuk perambatan panjang retak mencapai 1 cm. Jika dibandingkan dengan agregat no.8 sebagai SAMI mempunyai waktu 0,67 detik untuk perambatan panjang mencapai 1 cm, dan benda uji tanpa SAMI membutuhkan 0,28 detik. Sedangkan waktu runtuh benda uji crumb rubber sebagai SAMI membutuhkan waktu paling lama yaitu 4,83 detik, benda uji agregat no.8 sebagai SAMI membutuhkan 1,25 detik dan benda uji tanpa SAMI membutuhkan waktu paling sedikit yaitu 1 detik untuk mengalami patah atau runtuh. Dengan melihat perbedaan waktu runtuh antara ketiga benda uji, maka dapat disimpulkan bahwa crumb rubber yang dipasang sebagai pemisah antara perkerasan lama yang mengalami retak refleksi dengan lapis perkerasan tambahan (overlay), mampu mengurangi kecepatan rambatan retak refleksi dengan sifat elastis sebagai karet. Hal ini diharapkan mampu meningkatkan umur pelayanan konstruksi jalan raya. Perbandingan Beban Maksimum pada Benda Uji Beban maksimum didapat dari pembacaan nilai dial manometer alat uji flexural strength dan disesuaikan dengan waktu runtuh berbanding lurus dengan kecepatan konstan pembebanan yaitu 0,2 kn/detik. Sehingga dari hasil pengujian kuat lentur ketiga jenis benda uji tersebut tersaji pada Tabel dan Tabel Tabel 3. Hubungan panjang retak dengan beban pada benda uji Beban (kn) Panjang Retak (cm) BSCR BSA BTS 1 0,420 0,134 0, ,592 0,176 0, ,760 0,216 0, ,966 0,250 0,200 Dengan melihat data hubungan panjang retak dengan beban pada Tabel 4.18 diatas dapat diketahui bahwa pada saat perkembangan panjang retak mencapai pada 4 cm, benda uji dengan crumb rubber sebagai SAMI merupakan benda uji yang mampu menahan beban maksimum terbesar yaitu 0,966 kn sedangkan pada benda uji agregat no.8 sebagai Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, Oktober 2013 M - 287

6 SAMI hanya mampu menahan beban 0,25 kn dan benda uji tanpa SAMI memiliki kemampuan paling kecil yaitu 0,2 kn. Pada benda uji crumb rubber sebagai SAMI mampu menahan beban sebesar 0,420 kn untuk mengalami retakan sepanjang 1 cm. Sedangkan benda uji agregat sebagai SAMI mampu menahan 0,314 kn pada panjang retakan 1 cm. Untuk benda uji tanpa SAMI hanya mampu menahan beban paling kecil yaitu 0,056 kn untuk perkembangan panjang retak 1 cm. Pada benda uji crumb rubber sebagai SAMI merupakan benda uji yang memiliki kekuatan dalam menahan beban terbesar. Hal ini berarti bahwa penambahan crumb rubber sebagai SAMI memiliki fungsi sebagai lapisan yang mampu mereduksi dan menghambat rambatan retak refleksi yang terjadi, sehingga dapat meningkatkan umur pelayanan konstruksi jalan. Tabel 4. Perbedaan beban maksimum yang ditahan benda uji Benda Uji BSCR BSA BTS Beban Maksimum (kn) 0,966 0,250 0,200 Berdasarkan Tabel 4.. dapat dibuat grafik nilai beban maksimum yang ditahan masing-masing benda uji. Gambar 9. Grafik nilai beban maksimum benda uji Berdasarkan grafik nilai beban maksimum benda uji, dapat diketahui bahwa benda uji dengan menggunakan crumb rubber sebagai SAMI memiliki nilai beban maksimum terbesar yaitu 0,966 kn jika dibandingkan dengan benda uji yang lain. Hal ini menunjukkan fungsi crumb rubber sebagai lapisan SAMI untuk memperkuat lapisan perkerasan sudah sesuai harapan, selain untuk menghambat perkembangan retak refleksi. 5. KESIMPULAN 1. Ditinjau dari pengamatan pola retak, jumlah retak, dan waktu rambatan retak dapat disimpulkan bahwa penggunaan crumb rubber sebagai SAMI layak berfungsi sebagai penghambat penyebaran retak refleksi jika dibandingkan dengan penggunaan agregat no.8 sebagai SAMI dan tanpa menggunakan SAMI, hal ini dibuktikan pada saat pengujian yang di dapatkan hasil pengamatan pola, jumlah dan waktu perambatan retak serta beban maksimum benda uji yang disesuaikan dengan parameter yang ada. 2. Pola keretakan yang terjadi pada lapisan perkerasan baru (overlay) yang menggunakan crumb rubber sebagai SAMI mengalami pola yang mengalami pembelokan arah rambatan retak dan memiliki sudut terhadap garis bantu. Sedangkan kedua benda uji lain mempunyai pola mendekati sejajar dengan arah simulasi retak awal. Benda uji crumb rubber sebagai SAMI mempunyai jumlah retak paling sedikit yaitu rata-rata satu buah pada setiap benda uji, sedangkan benda uji yang lain terdapat 2 sampai 3 jumlah retakan. 3. Perkembangan retak refleksi pada benda uji crumb rubber sebagai SAMI membutuhkan waktu paling lama yaitu 4,83 detik dan menghasilkan nilai pembebanan maksimum 0,966 kn serta memiliki nilai Modulus of Rupture (MOR) rata-rata yaitu 0,5143 MPa. Dengan melihat perbedaan beban maksimum dan waktu runtuh antara ketiga benda uji, dapat disimpulkan bahwa crumb rubber yang dipasang sebagai pemisah antara perkerasan lama yang mengalami retak dengan lapis perkerasan tambahan (overlay) berperan dalam fungsinya sebagai penghambat perkembangan retak refleksi dan diharapkan mampu meningkatkan umur pelayanan konstruksi jalan raya. M Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, Oktober 2013

7 DAFTAR PUSTAKA Anonim Buku Pedoman Penulisan Tugas Akhir. Surakarta: Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Nugroho, S.A dan Inna K Pengamatan Lendutan dan Rambatan Retak pada Perkerasan Lentur Diperkuat Geosintetik Akibat Beban Siklik. Jurnal Media Komunikasi Teknik Sipil, Semarang. Yamin R.A. dan Imam A Stress Absorbed Membrane Interlayer (SAMI) untuk Menghambat Retak Refleksi. Simposium XII FSTPT, Universitas Kristen Petra. Surabaya. Direktorat Jendral Bina Marga Tata Cara Penyusunan Program Pemeliharaan Jalan Kota. Departemen Pekerjaan Umum. Jakarta. Clemson University Stress Absorbing Membrane Interlayer (SAMI), Asphalt Rubber Technology Service, Tersedia di: Carlson, Douglas D and Han Zhu, PhD Asphalt-Rubber An Anchor to Crumb Rubber Markets. International Rubber Forum. Mexico Direktorat Jendral Bina Marga Kajian Teknis dan Manajemen Pemeliharaan Jalan. Departemen Pekerjaan Umum. Jakarta. Suparma, L.B Laboratory Design and Performance of Stress Absorbing Membrane Interlayer (SAMI) Incorporating Waste Recycled Plastics. Media Teknik. Yogyakarta. Departemen Pekerjaan Umum Petunjuk Pelaksanaan Lapis Aspal Beton (Laston) untuk Jalan Raya. Jakarta: Direktorat Jendral Bina Marga. Departemen Pekerjaan Umum Teknik Pemeliharaan Perkerasan Lentur Volume 3. Jakarta: Badan Penelitian dan Pengembangan Prasarana Transportasi Direktorat Jendral Bina Marga. Departemen Pekerjaan Umum Teknik Evaluasi Kinerja Perkerasan Lentur Volume 2. Jakarta: Badan Penelitian dan Pengembangan Prasarana Transportasi Direktorat Jendral Bina Marga. Onn Bin Abdul Rani, 2007, The Effectiveness of Pavement Rehabilitation at Kuala Lumpur Karak Highway, Tesis Teknik Sipil, Universitas Teknologi. Malaysia. Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, Oktober 2013 M - 289