STUDI KARAKTERISTIK CAMPURAN ASPAL BETON LAPIS AUS (AC-WC) MENGGUNAKAN ASPAL PENETRASI 60/70 DENGAN PENAMBAHAN LATEKS TUGAS AKHIR

Transkripsi

1 STUDI KARAKTERISTIK CAMPURAN ASPAL BETON LAPIS AUS (AC-WC) MENGGUNAKAN ASPAL PENETRASI 60/70 DENGAN PENAMBAHAN LATEKS TUGAS AKHIR Oleh : I Nyoman Sapta Nugraha NIM : JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA 2015

2 ii

3

4 ABSTRAK Saat ini sebagai bahan pengikat didalam perkerasan jalan digunakan aspal minyak penetrasi AC 60/70. Dari hasil pengamatan selama ini dilapangan penggunaan AC 60/70 pada perkerasan dalam jangka panjang mengalami pengerasan maka perlu penambahan aditif. Salah satu untuk meningkatkan kinerja campuran aspal adalah memodifikasi campuran aspal, sehingga didapatkan perubahan sifat campuran aspal dengan menambahkan lateks. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik campuan AC-WC pada kadar aspal optimum dengan penambahan variasi lateks 0%, 2%, 4%, 6%, 8%, dan 10% terhadap total perekat. Tahapan pelaksanaan meliputi persiapan alat dan material, seperti agregat, aspal pen 60/70 dan lateks. Langkah berikutnya melakukan pengujian dan proporsi agregat untuk memperoleh agregat yang memenuhi spesifikasi, untuk lateks hanya dilakukan pengujian berat jenis dan kadar kering karet. Selanjutnya berdasarkan proporsi agregat dicari nilai presentase kadar aspal dalam campuran dan dibuat rancangan benda uji. Setelah benda uji terbentuk kemudian melanjutkan pengujian Marshall. Dari pengujian Marshall didapatkan data yang kemudian didapat kadar aspal optimum. Kadar aspal optimum ini yang digunakan untuk penambahan variasi lateks. Kemudian didapatkan data yang dapat dianalisis dan ditarik kesimpulan. Berdasarkan penelitian yang dilakukan, diperoleh berat jenis lateks sebesar 0,977 dan kadar kering karet sebesar 61,95%. Karakteristik campuran AC-WC dengan variasi kadar aspal 4,5%; 5%; 5,5%; 6%; 6,5%. diperoleh nilai Stabilitas berturut-turut sebagai berikut 1193,23 kg; 1269,85 kg; 1314,22 kg; 1264,39 kg; 1206,56 kg, flow : 3,27 mm; 3,35 mm; 3,51 mm; 3,68 mm; 3,92 mm, Marshall Quotient : 363,61 Kg/mm; 384,39 Kg/mm; 375,80 Kg/mm; 344,25 Kg/mm; 309,47 Kg/mm, VIM : 8,004%; 6,667%; 5,274%; 4,345%; 3,773%, VMA : 15,909%; 15,624%; 15,304%; 15,412%; 15,839%, dan VFB : 49,745%; 57,328%; 65,541%; 71,818%; 76,185%. Karakteristik campuran AC-WC dengan variasi kadar lateks 2%; 4%; 6%; 8%; 10% terhadap total perekat diperoleh nilai stabilitas berturut-turut sebagai berikut : 1380,42 kg; 1439,26 kg; 1572,00 kg; 1658,00 kg; 1538,84 kg. Flow : 3,76 mm; 3,84 mm; 3,92 mm; 4,00 mm; 4,08 mm. Marshall Quotient : 367,70 Kg/mm; 379,66 Kg/mm; 402,04 Kg/mm; 416,13 Kg/mm; 378,36 Kg/mm. VIM : 4,594%; 4,437%; 4,337%; 4,281%; 4,231%. VMA : 15,344%; 15,280%; 15,226%; 15,197%; 15,166% dan VFB : 70,060%; 70,961%; 71,518%; 71,831%; 72,109%. Penambahan lateks ke dalam campuran AC-WC menunjukkan nilai stabilitas marshall yang semakin baik, hal tersebut mengindikasikan bahwa aspal yang ditambah lateks menyebabkan aspal berubah menjadi lebih keras. Nilai flow yang tinggi, marshall quotient semakin baik, nilai VIM yang semakin rendah, nilai VMA yang semakin rendah serta nilai VFB yang semakin tinggi. Kata kunci: Lateks, AC-WC, karakteristik AC-WC dengan lateks i

5 UCAPAN TERIMA KASIH Om Swastiastu, Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat rahmat-nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Studi Karakteristik Campuran Aspal Beton Lapis Aus (AC-WC) Menggunakan Aspal Penetrasi 60/70 Dengan Penambahan Lateks. Terselesainya Tugas Akhir ini tidak lepas dari dorongan serta bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, pada kesempatan ini dengan segenap hati penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada yang terhormat Bapak Prof. Ir. I Nyoman Arya Thanaya, ME, Ph.D, selaku Dosen Pembimbing I dan bapak Ir. I Gusti Raka Purbanto, MT. Selaku dosen pembimbing II, penulis sampaikan pula terima kasih kepada PT. Adi Murti, UPT Balai Peralatan dan Pengujian Dinas Pekerjaan Umum Provinsi Bali, dan CV. Pratama Abadi Chemical (Bapak Juli Setiawan), yang telah memberikan bantuan berupa bahan yang di perlukan untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tidak lupa penulis ucapkan kepada keluarga tercinta, yang selalu memberikan doa dan dukungan moral dan materiil serta teman-teman yang tidak dapat disebutkan namanya satu persatu, yang telah membantu dalam sumbangsih pikiran, tenaga, dan waktu. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa Tugas Akhir ini masih belum sempurna, maka dari itu segala kritik dan saran dari pembaca sangat penulis harapkan demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. Atas perhatian pembaca, penulis ucapkan terima kasih. Om Santih, Santih, Santih, Om. Denpasar, Desember 2015 Penulis ii

6 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ABTRAK... i UCAPAN TERIMA KASIH... ii DAFTAR ISI... iii DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR TABEL... viii DAFTAR ISTILAH... ix BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Manfaat Batasan Masalah... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Umum Bahan Perkerasan Jalan Agregat Klasifikasi Agregat Berdasarkan Proses Terjadinya Klasifikasi Agregat Berdasarkan Proses Pengolahannya Klasifikasi Agregat Berdasarkan Ukuran Butirnya Sifat Agregat Pencampuran Agregat (Blending) Karet Alam Jenis Jenis Pohon Penghasil Karet Lateks Kebun Proses Penyadapan pada lateks Kebun Proses Terjadinya Lateks kebun Menjadi Lateks Pekat Efektifitas aspal karet dalam campuran beraspal panas Aspal Jenis Aspal Berdasarkan Cara Memperolehnya Berdasarkan Bentuknya Pada Temperatur Ruang Sifat Aspal Pemeriksaan Aspal Karakteristik Aspal Keras Asphalt Concrete-Wearing Course (AC-WC) Syarat Teknis Agregat Pada Campuran Laston (AC-WC) Syarat Gradasi Agregat Dalam Campuran Laston (AC-WC) Persyaratan Campuran Perencanaan Campuran Aspal Panas iii

7 2.7.1 Pengujian Material Penentuan Gradasi Agregat Penentuan Proporsi Agregat Estimasi Kadar Aspal Awal Penentuan Prosentase Material Terhadap Berat Total Campuran Perhitungan Jumlah Material Yang Dibutuhkan Pemanasan Material dan Mould Jumlah Sampel dan Pemanasan Pemadatan Sampel Pengukuran Volumetrik Sampel Test Stabilitas Marshall dan Flow Campuran AC-WC Dengan Pendekatan Kepadatan Mutlak Penentuan Kadar Aspal Optimum Pengujian Stabilitas Marshall Sisa Campuran AC-WC dengan Lateks BAB III METODELOGI PENELITIAN Lokasi Penelitian Bahan dan Alat...Error! Bookmark not defined Bahan...Error! Bookmark not defined Alat...Error! Bookmark not defined. 3.3 Langkah-Langkah Penelitian...Error! Bookmark not defined. 3.4 Pengujian Laboratorium Pengujian Agregat Analisis Saringan Agregat Kasar, Agregat Halus,dan Filler Pemeriksaan Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Kasar Pemeriksaan Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Halus Pemeriksaan Berat Jenis Filler Pengujian Angularitas Agregat Kasar Pengujian Angularitas Agregat Halus Pemeriksaan Kelekatan Agregat Terhadap Aspal Pemeriksaan Keausan Agregat (Abrasi) Pemeriksaan Keawetan (Soundness Test) Pemeriksaan Kadar Lumpur/Lempung Pemeriksaan Kebersihan Agregat Halus (Sand Equivalent) Pengujian Aspal Pemeriksaan Penetrasi Aspal Pemeriksaan Titik Nyala dan Titik Bakar Pemeriksaan Titik Lembek Pemeriksaan Daktilitas Pemeriksaan Berat Jenis Aspal Pemeriksaan Kehilangan Berat Aspal (Thick Film Test) Pengujian Sifat Lateks...Error! Bookmark not defined Pemeriksaan Berat Jenis Karet Pemeriksaan Kadar Karet Kering Penentuan Gradasi Pilihan...Error! Bookmark not defined. 3.6 Proporsi dan Kebutuhan Material...Error! Bookmark not defined. iv

8 3.7 Campuran Aspal Dengan Metode MarshallError! Bookmark not defined Benda Uji Campuran Aspal Metode Marshall Error! Bookmark not defined Prosedur Pengujian Campuran Aspal Metode Marshall... Error! Bookmark not defined Pengujian Stabilitas Marshall Sisa...Error! Bookmark not defined. 3.8 Metode Perencanaan Campuran Dengan Kepadatan MutlakError! Bookmark not defined. 3.9 Penentuan Kadar Aspal Optimum...Error! Bookmark not defined Metode Pembuatan Benda Uji campuran AC-WC dengan latekserror! Bookmark not define BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Pemeriksaan Agregat Pemeriksaan Agregat Kasar Pemeriksaan Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Kasa Pemeriksaan Angularitas Agregat Kasar Pemeriksaan Kadar Lumpur/Lempung Agregat Kasar Pemeriksaan Soundness Test Pemeriksaan Keausan Agregat Pemeriksaan Kelekatan Agregat Terhadap Aspal Pemeriksaan Agregat Halus Pemeriksaan Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Halus Pemeriksaan Angularitas Agregat Halus Pemeriksaan Sand Equivalent Pemeriksaan Berat Jenis Filler Pemeriksaan Sifat Lateks Pemeriksaan Berat Jenis Lateks Pemeriksaan Kadar Karet Kering Analisis Pemeriksaan Aspal Pemeriksaan Penetrasi aspal Pemeriksaan Titik Lembek Pemeriksaan Kehilangan Berat Aspal Pemeriksaan Daktilitas Pemeriksaan Berat Jenis Aspal Pemeriksaan Titik Nyala Karakteristik Campuran AC-WC Grafik Hubungan Kadar Aspal dengan Karakteristik Stabilitas Flow Marshall Quotient Voids In Mix (VIM) Voids In Mineral Agregat (VMA) Voids Filled Bitumen (VFB) Grafik Perbandingan VIM-PRD Dengan VIM-Marshall Terhadap Kadar Aspal Penentuan Kadar Aspal Optimum Analisis Karakteristik Campuran AC-WC Bergradasi Halus Pada Kadar Aspal Optimum v

9 4.9 Hasil Uji Stabilitas Marshall Sisa Pada Kadar Aspal Optimum Analisis Pemeriksaan Aspal (KAO) dengan Penambahan Lateks Pemeriksaan Penetrasi Pemeriksaan Titik Lembek Pemeriksaan Daktilitas Pemeriksaan Titik Nyala Grafik Hubungan Kadar Aspal Optimum dengan Penambahan Lateks Stabilitas Flow Marshall Quotient Voids In Mix (VIM) Voids In Mineral Agregat (VMA) Voids Filled Bitumen (VFB) BAB V SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN Lampiran A : Hasil Pemeriksaan Agregat, Lateks, dan Aspal Lampiran B : Perhitungan Karakteristik Campuran Lampiran C : Dokumentasi vi

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Penyebaran Beban Roda... 5 Gambar 2.2 Lapis perkerasan jalan... 6 Gambar 2.3 Contoh tipikal macam-macam gradasi agregat Gambar 2.4 Susunan butir-butir agregat berbentuk bulat Gambar 2.5 Susunan butir-butir agregat berbentuk kubus Gambar 2.6 Pertimbangan Volume Pori Agregat untuk Penentuan SG Gambar 2.7 Lateks Gambar 2.8 Volumetrik Campuran Beraspal Gambar 2.9 Hubungan VIM-Marshall, VIM-PRD dengan Kadar Aspal Gambar 2.10 Contoh Penentuan Kadar Aspal OptimumError! Bookmark not defined. Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian Gambar 3.2 Grafik Gradasi Pilihan Rencana...Error! Bookmark not defined. Gambar 4.1 Grafik hubungan antara kadar aspal dengan stabilitas rata-rata Gambar 4.2 Grafik hubungan antara kadar aspal dengan flow rata-rata Gambar 4.3 Grafik hubungan antara kadar aspal dengan Marshall Quotient ratarata Gambar 4.4 Grafik hubungan antara kadar aspal dengan VIM rata-rata Gambar 4.5 Grafik hubungan antara kadar aspal dengan VMA rata-rata Gambar 4.6 Grafik hubungan antara kadar aspal dengan VFB rata-rata Gambar 4.7 Grafik perbandingan VIM-PRD dengan VIM-Marshall Gambar 4.8 Bar chart penentuan kadar aspal optimum Gambar 4.9 Grafik hubungan variasi lateks terhadap total perekat pada Stabilitas rata-rata Gambar 4.10 Grafik hubungan variasi lateks terhadap total perekat pada Flow rata-rata Gambar 4.11 Grafik hubungan variasi lateks terhadap total perekat pada Marshall Quotient rata-rata Gambar 4.12 Grafik hubungan variasi lateks terhadap total perekat pada VIM rata-rata Gambar 4.13 Grafik hubungan variasi lateks terhadap total perekat pada VMA rata-rata Gambar 4.14 Grafik hubungan variasi lateks terhadap total perekat pada VFB rata-rata vii

11 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Jenis Pohon Penghasil Karet Tabel 2.2 Komposisi Lateks Tabel 2.3 Syarat mutu lateks pekat Tabel 2.4 Sifat-sifat lateks pekat Tabel 2.5 Persyaratan Aspal Keras Penetrasi 60/ Tabel 2.6 Ketentuan Agregat Kasar Tabel 2.7 Ketentuan Agregat Halus Tabel 2.8 Persyaratan Gradasi Agregat Campuran Laston (AC) Tabel 2.9 Ketentuan Sifat-sifat Campuran Laston (AC) Tabel 2.10 Suhu Pemanasan untuk Material Campuran Tabel 2.11 Konversi pembacaan dial gauge stabilitas ke kn untuk alat uji tekan Marshall model H Tabel 2.12 Rasio Kolerasi Stabilitas...Error! Bookmark not defined. Tabel 3.1 Daftar Gradasi dan Berat Benda Uji Tabel 3.2 Ayakan untuk agregat halus dan agregat kasar Tabel 3.3 Susunan Fraksi Halus Tabel 3.4 Susunan Fraksi Kasar Tabel 3.5 Ukuran saringan yang digunakan untuk agregat kasar setelah pengujian Tabel 3.6 Berat kering minimum benda uji Tabel 3.7 Ukuran ayakan untuk penyaringan basah Tabel 3.8 Proporsi Rencana Campuran Agregat AC-WC Tabel 3.9 Konversi Proporsi Material Tabel 3.10 Kebutuhan Material untuk 1, 2, dan 3 buah sampel Tabel 3.11 Kekentalan aspal keras untuk pencampuran dan pemadatan Tabel 4.1 Hasil pemeriksaan agregat kasar Tabel 4.2 Hasil pemeriksaan agregat halus Tabel 4.3 Hasil pemeriksaan lateks Tabel 4.4 Hasil pemeriksaan aspal penetrasi 60/ Tabel 4.5 Nilai karakteristik campuran AC-WC Tabel 4.6 Nilai karakteristik campuran AC-WC pada kadar aspal optimum (5,7%) Tabel 4.7 Hasil pemeriksaan aspal penetrasi 60/70 dengan ditambah lateks Tabel 4.8 Nilai karakteristik campuran AC-WC dengan penambahan lateks viii

12 DAFTAR ISTILAH AC = Asphalt Concrete, Lapisan Aspal Beton (Laston). AC-Base = Asphalt Concrete-Base, laston sebagai lapisan pondasi. AC-BC = Asphalt Concrete-Binder Course, laston sebagai lapisan pengikat. AC-WC = Asphalt Concrete-Wearing Course, laston sebagai lapisan aus. KKK = Kadar karet kering Adhesi = kemampuan aspal untuk mengikat agregat sehingga dihasilkan ikatan yang baik antara aspal dengan agregat. Agregat = sekumpulan butir-butir batu pecah, kerikil, pasir atau mineral lainnya berupa hasil alam atau buatan. Agregat halus = agregat dengan ukuran butir lolos saringan No. 8 tertahan saringan No Agregat kasar = agregat dengan ukuran butir tertahan saringan No. 8. Aspal = material pengikat dengan unsur utama bitumen. Aspal cair = campuran aspal keras dengan bahan pencair dari penyulingan minyak bumi. Aspal emulsi = campuran aspal keras dengan bahan pengemulsi. Aspal keras = aspal yang berbantuk padat pada suhu ruang. Aspal minyak = aspal yang merupakan residu dari minyak bumi. Bahan pengisi (Filler) = agregat halus yang lolos saringan No.200. Base = lapis pondasi atas, lapisan perkerasan yang berada diantara lapis permukaan dan lapis pondasi bawah. Batuan beku = batuan yang berasal dari magma yang mendingin atau membeku. Batuan metamorf = batuan yang berasal dari batuan sedimen atau batuan beku yang mengalami perubahan bentuk akibat perubahan tekanan dan temperature kulit bumi. Batuan sedimen = batuan yang berasal dari campuran partikel mineral, sisa hewan dan tanaman. Bitumen = zat perekat ( cementitious) terutama mengandung senyawa hidrokarbon seperti aspal, tar, atau pitch. Bleeding = keluarnya aspal yang mengisi rongga dalam campuran. Deformasi plastis = penurunan pada lapisan beraspal dan biasanya disertai perubahan bentuk kearah samping. Degradasi = perubahan ukuran butiran karena adanya penghancuran. Durabilitas = keawetan, kemampuan beton aspal menerima repetisi beban lalu lintas, serta menahan keausan akibat pengaruh cuaca dan iklim. ix

13 Fatigue Resistance = ketahanan terhadap lelah, kemampuan campuran untuk menahan lendutan akibat beban berulang-ulang tanpa terjadi alur dan retak. Fleksibilitas = kelenturan, kemampuan beton aspal untuk menyesuaikan diri akibat penurunan dan pergerakan dari pondasi atau tanah dasar, tanpa terjadi retak. Ffleksible Pavement = Perkerasan lentur. Flow = Kelelehan, besarnya perubahan bentuk plastis campuran beraspal hingga batas keruntuhan. Gradasi = distribusi partikel-partikel agregat berdasarkan ukuran butir. Gbt = berat jenis aspal. Gsb = berat jenis bulk total agregat. Gse = berat jenis efektif campuran maksimum. Gmb = berat jenis campuran padat, perbandingan berat dengan volume campuran. Gmm = berat jenis maksimum campuran. Hotmix = Campuran aspal panas. Impermeabilitas = kemampuan beton aspal untuk tidak dapat dimasuki air ataupun udara ke dalam lapisan beton aspal. Irreversible = tidak dapat mengikuti perubahan suhu. Kadar aspal optimum = kadar aspal tengah dari rentang kadar aspal yang memenuhi semua sifat campuran beton aspal. Keawetan (Durability) = kemampuan campuran untuk menahan pengaruh buruk lingkungan dan iklim. Kelenturan = kemampuan campuran untuk mengakomodasi lendutan permanen pada batas-batas tertentu tanpa mengalami retak. Kohesi = kemampuan aspal untuk mempertahankan agregat tetap ditempatnya setelah terjadi pengikatan. Laston = lapis aspal beton. Latasir = lapis tipis aspal pasir Lataston = lapis tipis aspal beton. Marshal Quotient = ratio antara stabilitas dan flow. Pbabs = kadar aspal yang terasbsorbsi, persentase teehadap berat total agregat. PRD = Persentage Refusal Density, kepadatan mutlak. Selimut Aspal = film aspal, tebal lapisan aspal yang menyelimuti butir agregat, tidak teermasuk yang diserap agregat. Skid resistant = tahanan gesekan antara roda kendaraan dengan permukaan perkerasan (jalan). Stabilitas = kemampuan campuran aspal untuk menahan beban lalu lintas tanpa terjadi perubahan bentuk. Sub base = lapisan pondasi bawah, lapisan perkerasasn yang berada diantara lapisan pondasi bawah dan tanah dasar. Sub grade = tanah dasar, lapisan terbawah dari perkerasan dapat berupa tanah asli atau tanah stabilitas. x

14 Surface = lapisan permukaan, lapisan perkerasan yang berada diatas lapisan pondasi. Lapisan ini paling besar menerima beban lalu lintas. VFB = persen ruang diantara partikel agregat (VMA) yang terisi aspal tidak termasuk aspal yang terserap agregat, dinyatakan dalam persen terhadap VMA. VIM = ruang udara diantara partikel agregat yang diselimuti aspal dalam suatu campuran yang telah dipadatkan, dinyatakan dalam persen terhadap volumen bulk total campuran. VMA = volume rongga di antara partikel agregat pada suatu campuran beraspal yang telah dipadatkan, dinyatakan dalam persen terhadap volume total benda uji campuran. xi