BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Struktur dari konstruksi perkerasan terdiri dari lapisan-lapisan yang

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Konstruksi Perkerasan Struktur dari konstruksi perkerasan terdiri dari lapisan-lapisan yang diletakkan diatas tanah dasar yang telah dipadatkan. Lapisan tersebut berfungsi untuk menerima beban lalu lintas dan menyebarkannya ke lapisan di bawahnya. Akibat kendaraan yang melewati permukaan jalan, maka lapisan keras akan mengalami 2 (dua) beban kendaraan yaitu beban statis dan beban dinamis. Beban statis terjadi pada saat kendaraan berhenti yang menimbulkan gaya tekan vertikal statis, sedangkan beban dinamis terjadi pada kendaraan yang sedang berjalan, ini dapat berupa gaya horisontal yaitu gaya rem kendaraan dan pukulan roda kendaraan berupa getaran-getaran. Lapis permukaan harus mampu menerima seluruh jenis gaya yang bekerja, lapis pondasi atas menerima gaya vertical dan getaran sedangkan tanah dasar dianggap hanya menerima gaya vertikal saja. Berdasarkan bahan pengikatnya konstruksi perkerasan jalan dapat dibedakan atas : a. Konstruksi Perkerasan Lentur (Flexible Pavement) Perkerasan lentur merupakan perkerasan yang menggunakan aspal sebagai bahan pengikat dengan lapisan-lapisan perkerasannya bersifat memikul dan menyebarkan beban lalu lintas ke tanah dasar. b. Konstruksi Perkerasan Kaku (Rigid Pavement) Perkerasan kaku merupakan perkerasan yang menggunakan semen sebagai bahan pengikat, pelat beton dengan atau tanpa tulangan diletakkan di atas Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 1

2 tanah dasar dengan atau tanpa lapis pondasi bawah. Beban lalu lintas sebagian besar dipikul oleh pelat beton. c. Konstruksi Perkerasan Komposit (Composite Pavement) Perkerasan komposit merupakan perkerasan yang dipadukan antara perkerasan lentur dengan perkerasan kaku. Konstruksi perkerasan lentur dipandang dari keamanan dan kenyamanan berlalu lintas haruslah memenuhi syarat-syarat sebagai berikut : - Permukaan harus rata, tidak bergelombang, tidak melendut dan tidak berlubang. - Permukaan cukup kaku, sehingga tidak mudah mengalami perubahan bentuk akibat beban yang bekerja diatasnya. - Permukaan cukup kesat dan akan memberikan gesekan yang baik antara ban dan permukaan jalan sehingga tidak selip. - Permukaan tidak mengkilap, sehingga pantulan dari sinar matahari tidak silau. - Permukaan mudah mengalirkan air hujan dengan cepat. - Kedap terhadap air sehingga air tidak mudah meresap kelapisan bawahnya. - Ketebalan yang cukup sehingga mampu menyebarkan beban atau muatan lalu lintas ke tanah dasar. Sumber : Silvia Sukirman, Nova (1999) Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 2

3 2.2 Campuran Beraspal Panas Asbuton (AC WC) Campuran Beraspal Panas dengan Asbuton adalah campuran antara agregat dengan bahan pengikat jenis bitumen asbuton murni atau asbuton modifikasi, atau aspal keras penetrasi 60/70 yang campurannya menggunakan asbuton butir, yang dicampur di Unit Pencampur Aspal (UPA), dihampar dan dipadatkan dalam keadaan panas pada temperatur tertentu. Untuk mengeringkan agregat dan memperoleh kekentalan bahan pengikat yang mencukupi dalam mencampur dan mengerjakannya, maka kedua-duanya dipanaskan masingmasing pada temperatur tertentu. Pekerjaan ini mencakup pembuatan lapisan campuran beraspal panas dengan asbuton untuk lapis perata, lapis pondasi, lapis permukaan antara dan lapis aus, yang dihampar dan dipadatkan di atas lapis pondasi atau dan permukaan jalan yang telah disiapkan sesuai dengan spesifikasi teknis. Jenis campuran beraspal panas yang menggunakan asbuton dirancang dengan prosedur khusus sesuai spesifikasi untuk menjamin bahwa rancangan yang berkenaan dengan kadar aspal/bitumen, rongga udara, stabilitas, kelenturan dan keawetan yang sesuai. Campuran beraspal panas yang menggunakan asbuton dapat digunakan untuk lapis permukaan atau lapis pondasi, yaitu terdiri dari Asbuton Lapis Aus (AC-WC Asb), Asbuton Lapis Permukaan Antara (AC-BC Asb) dan Asbuton Lapis Pondasi (AC-Base Asb). Tabel 2.1 Tebal Nominal Minimum Lapisan Campuran Beraspal Panas dengan Asbuton dan Toleransi : Jenis Campuran Beraspal Panas Tebal Nominal Toleransi Simbol dengan Asbuton Minimum (mm) Tebal (mm) Lapis Permukaan (Lapis Aus) AC-WC Asb 40 ± 3 Lapis Permukaan Antara AC-BC Asb 50 ± 4 Lapis Pondasi AC-Base Asb 60 ± 5 Sumber : Bina Marga (2007) Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 3

4 Pembuatan campuran beraspal panas asbuton atau lapis perkerasan (AC WC) dimaksudkan untuk mendapatkan lapisan permukaan aus pada perkerasan jalan yang mampu memberikan sumbangan daya dukung yang terukur serta berfungsi sebagai lapisan kedap air yang dapat melindungi konstruksi di bawahnya. Sebagai lapis permukaan harus dapat memberikan kenyamanan serta keamanan yang tinggi. Lapisan permukaan terdiri dari campuran agregat kasar, agregat halus dan pengisi (filler) yang diseliputi aspal dengan perbandingan yang diatur sangat teliti, bila campuran dibuat dengan semestinya maka campuran akan memberikan suatu permukaan yang tahan lama dan mampu menahan lalu lintas yang bekerja di atasnya. Campuran beraspal panas asbuton yang baik harus memenuhi persyaratanpersyaratan utama, diantaranya adalah : 1. Campuran harus mempunyai stabilitas yang tinggi, yang artinya kemampuan maksimum dalam menahan beban sampai terjadi kelelehan plastis. 2. Campuran tidak boleh retak, artinya harus mampu menahan lendutan yang mungkin timbul terhadap hamparan. 3. Campuran harus tahan lama, artinya tidak lepas atau dibawah lalu lintas dan cuaca. 4. Campuran tidak boleh bergeser dan harus tetap demikian selama umur pelayanan. 5. VIM (Voids In Mix), persen rongga dalam campuran dinyatakan dalam hubungan desimal satu angka dibelakang koma. 6. VMA (Voids In Mineral Agregat), persen rongga terhadap agregat dinyatakan dalam bilangan bulat. Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 4

5 7. Penyerapan aspal, persen terhadap berat campuran untuk didapatkan kadar aspal efektifnya. Lapis perkerasan permukaan aus (AC WC) memiliki fungsi : 1. Sebagai lapis penutup. 2. Sebagai pelindung konstruksi dibawahnya dari kerusakan akibat pengaruh air dan cuaca. 3. Menyediakan permukaan jalan raya yang rata dan tidak licin. Karakteristik yang harus dipenuhi oleh lapis perkerasan permukaan aus (AC WC) campuran beraspal panas dengan asbuton adalah : 1. Stabilitas Stabilitas lapis perkerasan jalan adalah kemampuan lapisan perkerasan menerima beban lalu lintas tanpa terjadi perubahan bentuk tetap seperti gelombang, alur ataupun bleeding. Kebutuhan akan stabilitas setingkat dengan jumlah lalu lintas dan beban kendaraan yang akan memakai jalan tersebut. Jalan dengan volume lalu lintas tinggi dan sebagian besar kendaraan berat yang sering melintasi jalan tersebut menuntut stabilitas yang lebih besar dibandingkan dengan volume lalu lintas yang hanya terdiri dari kendaraan penumpang saja. Kestabilan terjadi dari hasil pergeseran antara butiran pengunci antar partikel dan daya ikat yang baik dari aspal. Dengan demikian stabilitas yang tinggi dapat diperoleh dengan mengusahakan penggunaan : a. Agregat dengan gradasi rapat (dense graded) b. Agregat dengan permukaan yang kasar. c. Agregat berbentuk kubus. Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 5

6 d. Aspal dengan penetrasi rendah e. Aspal dengan jumlah yang cukup untuk ikatan antar butir. Agregat bergradasi baik, bergradasi rapat memberikan rongga antara butiran agregat (VMA) yang kecil. Keadaan ini menghasilkan stabilitas yang tinggi, tetapi membutuhkan kadar aspal yang rendah untuk mengikat agregat. VMA yang kecil mengakibatkan aspal yang dapat menyelimuti agregat terbatas dan mengakibatkan film aspal yang tipis. Film aspal yang tipis akan mudah lepas yang mengakibatkan lapisan tidak lagi kedap air, oksidasi mudah terjadi dan lapisan perkerasan menjadi rusak. Pemakaian aspal yang terlalu banyak mengakibatkan aspal tidak lagi dapat menyelimuti agregat dengan baik (karena VMA kecil) dan juga menghasilkan rongga antara campuran (VMA) yang kecil. Adanya beban lalu lintas yang menambahkan pemadatan lapisan mengakibatkan lapisan aspal meleleh keluar yang dinamakan bleeding. 2. Durabilitas Durabilitas diperlukan pada lapisan permukaan sehingga lapisan mampu menahan keausan akibat pengaruh cuaca, air dan perubahan suhu ataupun keausan akibat gesekan kendaraan. Faktor yang mempengaruhi durabilitas antara lain : a. Film aspal atau selimut aspal, film aspal yang tebal dapat menghasilkan lapis permukaan yang berdurabilitas tinggi, tetapi kemungkinan terjadinya bleeding menjadi tinggi. Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 6

7 b. VIM kecil sehingga lapis kedap air, dan udara tidak masuk kedalam campuran yang menyebabkan terjadinya oksidasi dan aspal menjadi rapuh/getas. c. VMA besar, sehingga film aspal dapat dibuat tebal. Jika VMA dan VIM kecil serta kadar aspal tinggi kemungkinan terjadinya bleeding besar. Untuk menjadi VMA yang besar ini digunakan agregat bergradasi senjang. 3. Flexibilitas Flexibilitas pada lapisan perkerasan adalah kemampuan lapisan untuk dapat mengikuti deformasi uang terjadi akibat beban lalu lintas berulang tanpa timbulnya retak dan perubahan volume. Flexibilitas yang tinggi dapat diperoleh dengan cara : a. Penggunaan aspal bergradasi senjang sehingga diperoleh VMA yang besar. b. Penggunaan aspal lunak (aspal dengan penetrasi tinggi). c. Penggunaan aspal yang cukup banyak sehingga diperoleh VIM yang kecil. 4. Tahan geser (skid resistance) Tahanan geser adalah kekesatan yang diberikan oleh perkerasan sehingga kendaraan tidak mengalami slip baik diwaktu hujan atau basah maupun disaat kering. Kekesatan dinyatakan dengan koefisien gesek antar permukaan jalan dan ban kendaraan. Tahanan geser menjadi tinggi jika : a. Penggunaan kadar aspal yang tepat sehingga tidak terjadi bleeding. b. Penggunaan agregat dengan permukaan yang kasar. c. Penggunaan agregat berbentuk kubus Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 7

8 d. Penggunaan agregat kasar yang cukup 5. Kemudahan pekerjaan (workability) Yang dimaksud dengan kemudahan pekerjaan adalah mudahnya suatu campuran untuk dihampar dan dipadatkan sehingga diperoleh hasil yang memenuhi kepadatan yang diharapkan. Faktor yang mempengaruhi kemudahan pekerjaan adalah : a. Gradasi agregat, agregat bergradasi baik lebih mudah dilaksanakan daripada agregat bergradasi lain. b. Temperatur campuran, yang ikut mempengaruhi kekerasan bahan pengikat yang bersifat termoplastis. c. Kandungan bahan pengisi (filler) yang terlalu tinggi menyebabkan pelaksanaan lebih sukar. d. Lapisan perkerasan yang baik adalah yang memenuhi persyaratan sebagai berikut : Kadar aspal yang cukup akan memberikan kelenturan. Stabilitas yang cukup memberikan kemampuan memikul beban sehingga tidak terjadi deformasi yang merusak. Kadar rongga, cukup memberikan kesempatan untuk pemadatan tambahan akibat beban berulang dan flow dari aspal. Dapat memberikan kemudahan kerja sehingga tidak menimbulkan segregesi. Dapat menghasilkan campuran yang akhirnya menghasilkan lapis perkerasan yang sesuai dengan persyaratan dalam pemilihan lapis perkerasan pada tahap perencanaan. Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 8

9 Dengan demikian faktor yang mempengaruhi kualitas dari lapis perkerasan adalah : a. Absorbsi aspal b. Kadar aspal efektif c. Rongga antar butir (VMA) d. Rongga udara dalam campuran (VIM) e. Gradasi agregat. 6. Ketahanan lelah (fatigue resistance) Ketahanan kelelahan adalah ketahanan dalam menerima beban bertulang tanpa terjadinya kelelahan berupa alur (ruting) dan retak. Faktor yang mempengaruhi kelelahan antara lain : a. VIM yang tinggi dan kadar aspal yang rendah akan mengakibatkan kelelahan yang lebih cepat. b. VMA yang tinggi dan kadar aspal yang tinggi dapat mengakibatkan perkerasan menjadi fleksible. 2.3 Agregat Agregat diartikan secara umum sebagai formasi kulit bumi yang keras dan padat, atau dengan arti lain adalah suatu bahan yang terdiri dari partikel padat, berupa batuan kerikil dan pasir yang bisa berukuran besar, sedang maupun kecil. Agregat merupakan bahan utama untuk pembuatan lapisan perkerasan jalan yang mana komposisinya apabila dicampurkan dengan bahan lain seperti asbuton sangat menentukan tingkat keawetan, daya dukung dan mutu perkerasan itu sendiri. Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 9

10 Memilih jenis agregat yang akan digunakan dalam pencampuran aspal tergantung dari tersedianya harga, mutu bahan, dan juga dari bentuk konstruksi yang dikehendaki. Untuk mengetahui apakah jenis agregat yang akan digunakan pada konstruksi aspal itu sesuai atau tidak, ditentukan dengan menilai bahan itu dengan penentuan : a. Ukuran dan grading b. Kebersihan c. Kekerasan/Keausan d. Ketahanan e. Bentuk butiran f. Daya absorbsi g. Daya pelekatan Dari penilaian tersebut maka dapat diuraikan sebagai berikut : 1. Gradasi Gradasi suatu agregat menunjukkan ukuran dan pembagian butir. Gradasi ditentukan dengan melakukan analisa saringan biasanya dipergunakan saringan yang berlubang persegi. Kegunaan dari gradasi agregat didalam perkerasan jalan adalah agar diperoleh suatu lapisan yang padat setelah digilas, dimana ronggarongga diantara butiran perkerasan (agregat) akan diisi oleh butiran-butiran yang berlainan besarnya. 2. Kebersihan Yang dimaksud kebersihan adalah kebersihan terhadap debu dan zat organik. Kotoran ini sangat berpengaruh terhadap daya pelekatan aspal. Kotoran yang dimaksud adalah akar-akar, batu lunak, kulit batu dan lain-lain. Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 10

11 3. Kekerasan/Keausan Pada campuran perkerasan, batuan (agregat) akan mengalami proses-proses tambahan seperti pemecah, pengikisan akibat pengaruh cuaca, ketika sedang dibuat campuran dan dipadatkan, agregat juga akan mengalami pengikisan yang disebabkan oleh lalu lintas, karena agregat harus keras dan mempunyai daya tahan yang cukup terhadap pemecahan mutu dan penguraian. 4. Ketahanan Agregat untuk perkerasan aspal, harus dapat tahan lama dan tidak boleh merosot mutunya, atau menjadi hancur akibat pengaruh cuaca. 5. Bentuk butiran Bentuk butiran disamping dapat mempengaruhi cara pengerjaan campuran perkerasan, dapat pula merubah kemampuan pemadatan yang diperlukan mencapai kepadatan yang diinginkan. Butiran yang tidak tentu bentuknya atau bentuk bersudut, seperti batu pecah, mempunyai kecenderungan untuk saling mengunci satu sama lainnya bila dipadatkan dan bisa menahan perpindahan tempat. Batu yang berbentuk bulat tidak akan diperoleh penguncian yang baik, dimana butir-butirnya mudah bergerak (berpindah tempat). Fraksi agregat kasar biasanya adalah batu pecah atau kerikil pecah, sedangkan agregat halus biasanya pasir alam dengan butiran bulat. Untuk filler stabilitas lapisan campuran batu pecah dipengaruhi oleh sifat filler yang biasanya terdiri atas bahan batu pecah yang sangat halus dan sebagian bahan penutup berupa batuan lapuk atau lempung yang plastis. 6. Daya Absorbsi Pori-pori agregat dapat mengabsorsi aspal, hal ini penting sekali untuk lapisanlapisan aus. Batu-batu yang berpori akan menghisap aspal lebih banyak dimana sebagian aspal berguna untuk melekatkan batu satu dengan batu yang lainnya. Selain itu batu-batu tersebut juga harus mempunyai daya tahan terhadap keausan, dimana batu berpori mempunyai daya keausan yang kurang, bila dibandingkan dengan jenis batu yang sama, tetapi sedikit berpori. Batu alam yang berpori banyak tidak dapat digunakan. Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 11

12 7. Daya Pelekatan Terhadap Aspal Faktor yang mempengaruhi kelekatan aspal dan agregat dapat dibedakan atas 2 (dua) bagian yaitu : a. Sifat mekanis yang tergantung dari : Pori-pori absorbsi Bentuk dan tekstur permukaan Ukuran butiran b. Sifat kimiawi agregat : Agregat berpori berguna untuk menyerap aspal, sehingga ikatan antara aspal dan agregat baik Klasifikasi Agregat Agregat dapat diklasifikasikan menjadi 3 (tiga) : Dilihat dari asal kejadiannya Dilihat dari proses pengolahannya Dilihat dari besar partikel-partikel Dilihat dari asal kejadiannya agregat/batuan dapat dibedakan atas : a. Batuan beku (igneous rock) Batuan beku adalah batuan yang muncul akibat magma yang mendingin dan kemudian membeku. Batuan beku sendiri dibedakan menjadi 2 (dua), yaitu batuan beku luar dan batuan beku dalam. (1) Batuan beku luar (extrusive igneous rock) adalah batuan beku yang terbentuk atas material yang keluar ke permukaan bumi ketika gunung berapi meletus, dan batuan beku luar tersebut mengalami pendinginan dan pembekuan yang diakibatkan oleh perubahan cuaca. Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 12

13 Batuan yang dihasilkan oleh batuan beku luar dapat berbentuk seperti andesit, batu apung, basalt, obsidian. (2) Batuan beku dalam (intrusive igneous rock) adalah batuan beku yang terbentuk atas magma yang tak dapat keluar ke permukaan bumi, dan magma tersebut mengalami pendinginan dan membeku secara perlahan-lahan membuat batuan beku dalam tersebut memiliki permukaan yang kasar. Batuan beku dalam ini dapat ditemui dipermukaan bumi dikarenakan adanya proses erosi dan rotasi bumi. Batuan yang dihasilkan oleh batuan beku dalam diantaranya adalah gabbro, diorite, granit. b. Batuan sedimen Batuan sedimen adalah batuan yang berasal dari campuran partikel mineral, sisa-sisa hewan dan tanaman. Batuan sedimen ini biasa terdapat di lapisan kulit bumi, dan di danau sebagai hasil endapan laut. Batuan sedimen dapat dibedakan berdasarkan cara pembentukannya, yaitu : Batuan sedimen yang dibentuk secara mekanik. Contoh : konglomerat, batu pasir, batu lempung, breksi. Batuan sedimen yang dibentuk secara organis. Contoh : opal, batu bara, batu gamping. Batuan sedimen yang dibentuk secara kimia. Contoh : gips, batu gamping, garam, flint. Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 13

14 c. Batuan metamorf Batuan metamorf adalah batuan yang berasal dari batuan sedimen atau batuan beku yang mengalami proses perubahan bentuk akibat adanya perubahan tekanan dan temperature dari kulit bumi. Batuan metamorf dapat dibedakan atas dasar perbedaan bentuk / strukturnya yaitu : 1. Batuan metamorf yang masif. Contoh : marmer, kwarsit. 2. Batuan metamorf yang berfoliasi/berlapis. Contoh : sekis, batu sabak, filit. Dilihat dari proses pengolahannya agregat/batuan dapat dibedakan atas : a. Agregat alam Agregat alam adalah agregat yang dapat dipergunakan sesuai bentuk aslinya atau dengan sedikit proses pengolahan. Agregat ini terbentuk melalui proses erosi air dan degradasi. Proses pembentukan menentukan bentuk partikel dari agregat itu. Aliran air sungai membentuk partikel-partikel bulat dengan permukaannya yang licin dan degradasi agregat dibukit-bukit membentuk partikel-partikel yang bersudut dengan permukaan yang kasar. Ada 2 (dua) bentuk agregat alam yang sering dipergunakan, yaitu kerikil dan pasir. Berdasarkan tempat asalnya, agregat alam terbagi atas : 1. Pitrun adalah agregat yang diambil dari tempat terbuka di alam. 2. Bankrum adalah agregat yang berasal dari sungai/endapan sungai. Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 14

15 b. Agregat yang melalui proses pengolahan Agregat yang melalui proses pengolahan adalah agregat yang harus melalui proses pengolahan terlebih dahulu agar dapat digunakan sebagai konstruksi perkerasan jalan. Hal ini harus dilakukan karena agregat tersebut masih berbentuk besar-besar melebihi ukuran yang diinginkan. Dalam pengolahannya agregat dipecah dengan menggunakan mesin pemecah batu (crusher stone). c. Agregat buatan Agregat buatan adalah agregat yang berfungsi sebagai mineral pengisi/filler dengan ukuran < 0,075mm. Agregat ini diperoleh dari hasil sampingan pabrik-pabrik semen dan mesin pemecah batu. Dilihat dari besar partikel-partikel, agregat dapat dibedakan atas : a. Agregat kasar Agregat kasar adalah agregat yang tertahan saringan No.8. b. Agregat halus Agregat halus adalah agregat yang lolos saringan No.8. c. Abu batu/mineral pengisi Abu batu adalah agregat halus yang umumnya lolos saringan No.200. Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 15

16 Tabel 2.2 Gradasi Agregat Gabungan Campuran Beraspal Panas dengan Asbuton : Ukuran Ayakan % Berat Yang Lolos ASTM (mm) AC-WC Asb 1½ 37, ¾ ½ 12, /8 9,5 Maks 90 No.4 4,75 No.8 2, No.16 1,18 No.30 0,600 No.200 0, DAERAH LARANGAN No.4 4,75 - No.8 2,36 39,1 No.16 1,18 25,6 31,6 No.30 0,600 19,1 23,1 No.50 0,300 15,5 Sumber : Bina Marga (2007) Sifat Agregat Sifat dan kualitas agregat sangat ditentukan kemampuannya oleh kandungan/isi dari agregat itu sendiri. Hal ini membuat agregat tersebut dapat dipakai untuk pembuatan aspal buton. Sifat agregat yang menentukan kualitasnya dapat dibagi menjadi 3, yaitu : 1. Kekuatan dan keawetan (strength and durability) dari lapisan perkerasan yang dipengaruhi oleh : a. gradasi b. ukuran maksimum c. kadar lempung d. kekerasan dan ketahanan e. bentuk butir Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 16

17 f. tekstur permukaan 2. Kemampuan dilapisi aspal dengan baik yang dipengaruhi oleh : a. porositas b. kemungkinan basah c. jenis agregat 3. Kemudahan dalam pelaksanaan dan menghasilkan lapisan yang nyaman dan aman yang dipengaruhi oleh : a. tahanan geser (skid resistance) b. campuran yang memberikan kemudahan dalam pelaksanaan (bituminous mix workability). Tabel 2.3 Persyaratan agregat kasar : No. Jenis Pemeriksaan Persyaratan Cara Pemeriksaan 1. Berat jenis efektif Min 2,5 gr/cm3 PB MPBJ Penyerapan agregat kasar Max 3% 2. Berat jenis efektif Min 2,5 gr/cm3 PB MPBJ Penyerapan agregat halus Max 3% 3. Berat jenis efektif mineral filler Min 2,5 gr/cm3 PB MPBJ 4. Keausan pada 500 putaran Max 40%`` PB MPBJ 5. Kelekatan dengan aspal Min 95% PB MPBJ Sumber : Bina Marga (1987) Tabel 2.4 Persyaratan agregat halus : No. Jenis Pemeriksaan Persyaratan Cara Pemeriksaan 1. Berat jenis efektif Min 2,5 gr/cm3 PB MPBJ Penyerapan agregat halus Max 3% Sumber : Bina Marga (1987) Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 17

18 2.4 Aspal bitumen Aspal dapat didefinisikan sebagai material berwarna hitam atau coklat tua, pada temperatur ruang berbentuk padat sampai agar padat yang dihasilkan dari proses destilasi minyak bumi. Agar dapat membungkus partikel agregat dengan baik, aspal tersebut harus berbentuk zat cair/lunak dengan cara dipanaskan hingga mencapai suatu temperatur tertentu sehingga dapat masuk ke dalam pori-pori yang ada di selasela agregat pada perkerasan macadam atau pelaburan dengan cara penyemprotan/penyiraman. Jika temperatur turun, aspal akan perlahan-lahan kembali mengeras dan mengikat agregat pada tempatnya (sifat termoplastis). Hidrokarbon adalah bahan dasar utama dari aspal yang umumnya disebut bitumen, sehingga aspal sering juga disebut bitumen. Aspal merupakan unsur hidrokarbon yang sangat kompleks, karena sukar untuk memisahkan partikelpartikel yang membentuk aspal tersebut. Selain itu setiap sumber dari minyak bumi menghasilkan komposisi partikel yang berbeda-beda. Aspal terdiri dari asphaltenes dan maltenes. Asphaltenes merupakan material yang berwarna hitam atau coklat tua yang tidak larut dalam heptanes. Sedangkan maltenes merupakan cairan kental yang terdiri dari resins dan oils, dan maltenes sendiri larut dalam heptanes. Resins adalah cairan berwarna kuning atau coklat tua yang memberikan sifat adhesi dari aspal, merupakan bagian yang mudah hilang atau berkurang selama masa pelayanan jalan. Sedangkan oils yang berwarna lebih muda merupakan media dari asphaltenes dan resin. Proporsi dari asphaltenes, resins, dan oils berbeda-beda tergantung dari banyak faktor seperti kemungkinan beroksidasi, proses pembuatannya, dan ketebalan lapisan aspal dalam campuran. Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 18

19 Aspal yang biasa digunakan pada proses perkerasan jalan adalah aspal minyak, Aspal minyak ini merupakan proses hasil residu dari destilasi minyak bumi. Disamping itu juga aspal alam yang bersumber dari pulau Buton yang sekarang ini sudah mulai banyak dipergunakan yang sering disebut asbuton. Aspal minyak yang sering digunakan untuk lapisan perkerasan jalan biasa disebut aspal semen. Aspal semen ini sifatnya mengikat agregat pada campuran aspal beton dan membuat lapisan kedap air, serta tahan terhadap pengaruh asam, basa, garam, juga tahan terhadap pengaruh cuaca dan reaksi kimia. Ini berarti jika dibuatkan lapisan dengan mempergunakan aspal sebagai pengikat dengan mutu yang baik dapat memberikan lapisan yang mampu mempertahankan tingkat keawetan dari jalan. Sifat aspal perlahan-lahan akan berubah akibat cuaca yang silih berganti dan lamanya umur pakai yang mengakibatkan aspal akan menjadi kaku dan rapuh. Aspal merupakan proses lanjutan dari residu hasil destilasi minyak bumi. Sedangkan bensin (gasoline), minyak tanah (kerosene), solar (minyak diesel) merupakan destilasi pada temperatur yang berbeda-beda. Hal ini tergantung dari bahan dasar aspal yang berbeda. Bahan dasar aspal dapat dibedakan atas : Bahan dasar aspal (asphaltic base crude oil) Bahan dasar parafin ( parafin base crude oil) Bahan dasar campuran (mix base oil) Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 19

20 2.4.1 Jenis dan Klasifikasi Aspal Berdasarkan cara diperolehnya, aspal dapat dibedakan menjadi atas : 1. Aspal Alam, dapat dibedakan atas : Aspal gunung (rock asphalt) Contoh : aspal dari pulau Buton Aspal danau (lake asphalt) Contoh : aspal dari Bermuda, Trinidad 2. Aspal buatan, dapat dibedakan atas : Aspal minyak, yang merupakan hasil penyulingan minyak bumi. Tar yang merupakan hasil penyulingan batu bara. Aspal jenis ini jarang digunakan untuk perkerasan jalan karena lebih cepat mengeras, peka terhadap perubahan temperatur dan beracun Aspal Minyak (Petroleum Asphalt) Aspal minyak dengan bahan dasar aspal dapat dibedakan atas : 1. Aspal keras/panas (Asphalt Cement, AC) Aspal keras adalah suatu jenis aspal yang digunakan dalam keadaan cair dan panas. Aspal ini berbentuk padat pada keadaan suhu kamar. Pada temperatur kamar (25ºC - 30ºC) aspal semen berbentuk padat. Pengelompokan aspal semen dapat dilakukan berdasarkan nilai penetrasi pada temperatur 25ºC ataupun berdasarkan nilai viskositasnya. Di Indonesia, aspal semen biasanya dibedakan berdasarkan dari nilai penetrasinya : AC pen 40/50, yaitu AC dengan penetrasi antara AC pen 60/70, yaitu AC dengan penetrasi antara Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 20

21 AC pen 85/100, yaitu AC dengan penetrasi antara AC pen 120/150, yaitu AC dengan penetrasi antara AC pen 200/300, yaitu AC dengan penetrasi antara Aspal semen dengan penetrasi rendah digunakan di daerah bercuaca panas dengan lalu lintas bervolume tinggi, sedangkan aspal semen dengan penetrasi tinggi digunakan di daerah bercuaca dingin dengan lalu lintas bervolume rendah. Di Indonesia pada umumnya dipergunakan aspal semen dengan penetrasi 60/70 dan 80/100. Tabel 2.5 Persyaratan Asbuton Keras Pen 60 : No. Jenis Pengujian Metode Persyaratan 1 Penetrasi, 25ºC; 100 gr; 5 detik; 0,1 mm SNI Titik Lembek, ºC SNI Titik Nyala, ºC SNI Min Daktilitas, 25ºC, cm SNI Min Berat Jenis SNI Min. 1,0 6 Kelarutan dalam Trichlor Ethylen, % berat RSNI M Min Penurunan Berat (dengan TFOT), % berat SNI Max. 0,8 8 Penetrasi setelah penurunan berat, % asli SNI Min Daktilitas setelah TFOT, cm SNI Min Uji noda aspal SNI Negatif - Standar Naptha - Naptha Xylene - Hephtane Xylene 11 Kadar paraffin, % SNI Maks. 2 Sumber : Bina Marga ( 2007) 2. Aspal cair (cut back asphalt) Aspal cair adalah suatu jenis aspal yang digunakan dalam keadaan cair dan dingin. Aspal cair ini merupakan pencampuran antara aspal semen dengan bahan pencair hasil dari hasil penyulingan minyak bumi. Dengan demikian aspal cair ini berbentuk cair ini berbentuk cair dalam keadaan temperatur kamar. Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 21

22 Aspal cair dapat dibedakan berdasarkan bahan pencairnya : 1) RC (Rapid Curing cut back) RC adalah aspal semen yang dilarutkan dengan bensin atau premium. RC merupakan cut back aspal yang paling lama menguap. 2) MC (Medium Curing cut back) MC adalah aspal semen yang dilarutkan dengan bahan pencair yang lebih kental seperti minyak tanah. 3) SC (Slow Curing cut back) SC adalah aspal semen yang dilarutkan dengan bahan yang lebih kental seperti solar. Aspal jenis ini merupakan cut back yang paling lama menguap. 3 Aspal emulsi adalah suatu campuran aspal, air dan bahan pengemulsi. Aspal emulsi dapat dibedakan atas muatan listrik yang dikandungnya, yaitu : Kationik disebut juga aspal emulsi asam, merupakan aspal emulsi yang bermuatan arus listrik positif. Anionik disebut juga aspal emulsi alkali, merupakan aspal emulsi yang bermuatan negatif. Nonionik merupakan aspal emulsi yang tidak mengalami ionisasi berarti tidak menghantar listrik. Aspal emulsi dapat dibedakan berdasarkan kecepatan pengerasannya : 1) RS (Rapid Setting) RS adalah aspal yang mengandung sedikit bahan pengemulsi sehingga terjadinya proses pengikatan yang cepat. Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 22

23 2) MS (Medium Setting) 3) SS (Slow Setting) SS adalah jenis aspal emulsi yang paling lambat menguap Sifat Aspal Aspal yang dipergunakan pada konstruksi perkerasan jalan berfungsi sebagai : 1. Bahan pengikat, memberikan ikatan yang kuat antara aspal dan agregat dan antara aspal itu sendiri. 2. Bahan pengisi, mengisi rongga antara butir-butir agregat dan pori-pori yang ada dari agregat itu sendiri. Berarti aspal haruslah mempunyai daya tahan (tidak cepat rapuh), terhadap cuaca dan mempunyai adhesi dan kohesi yang baik dan memberikan sifat elastis yang baik. Adapun sifat-sifat dari aspal adalah : a. Daya tahan (durability) Daya tahan aspal adalah kemampuan aspal dalam mempertahankan sifat asalnya akibat pengaruh cuaca selama masa pelayanan jalan. Sifat tersebut merupakan sifat dari campuran aspal, jadi tergantung dari sifat agregat, campuran dengan aspal, faktor pelaksanaan dan lain sebagainya. b. Adhesi dan Kohesi Adhesi adalah kemampuan aspal untuk mengikat agregat sehingga dihasilkan ikatan yang baik antara agregat dengan aspal sedangkan Kohesi adalah kemampuan aspal untuk tetap mempertahankan agregat tetap di tempatnya setelah terjadi pengikatan. Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 23

24 c. Kepekaan terhadap temperatur. Aspal adalah material yang termoplastis, berarti akan menjadi keras atau lebih kental jika temperatur berkurang dan akan menjadi lunak atau lebih cair apabila temperatur bertambah. Sifat demikian dinamakan kepekaan terhadap perubahan temperatur. Kepekaan terhadap temperatur dari setiap hasil produksi aspal berbeda-beda tergantung dari aspalnya walaupun aspal tersebut mempunyai jenis yang sama. Tabel 2.6 Ketentuan Sifat-Sifat Campuran Beraspal Panas dengan Asbuton : Sifat-sifat campuran AC-WC Asb Jumlah tumbukan per bidang Min 75 (3) Rongga dalam campuran (%) Max 3,5 Min 5,5 Rongga dalam Agregat (VMA) (%) Min 15 Rongga terisi aspal (%) Min 60 Stabilitas Marshall (kg) Min 1000 Max - Pelelehan (mm) Min 3 Max - Marshall Quotient (kg/mm) Min 300 Stabilitas Marshall Sisa (%) setelah Min 75 perendaman selama 24 jam, 60ºC Rongga dalam campuran (%) pada (2) Min 2,5 Kepadatan membal (refusal) (4) Stabilitas Dinamis (lint/mm) Min 2500 Sumber : Bina Marga (2007) Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 24

25 2.5 Aspal Buton Aspal Buton (Asbuton) adalah batuan yang terdiri dari campuran 80% kapur, pasir, dan ± 20% aspal yang terdapat di pulau Buton, Sulawesi Tenggara. Mineral yang terdapat dalam ± 80% campuran kapur dan pasir ialah : Ca CO3 = Kalsium Karbonat = Kapur = 81,62% - 85,27% Mg CO3 = Magnesium Karbonat = 1,98 % - 2,25 % Ca SO4 = Kalsium Sulfat = 1,25% - 1,70 % Ca S = Kalsium Sulfida = 0,17% - 0,33% Air Kablen = Air Hablur = Air Kristal = 1,30% - 2,15% Si O 2 Al2O3 + Fe 2 O 3 = Silikat Oksida = 1,25% - 1,70% = Aluminium Oksida + Feri Oksida = 2,15% - 2,84% Sisa = 0,83% - 1,12% Kadar aspal dari Asbuton bervariasi antara 10% sampai dengan 40% dengan klasifikasi sebagai berikut : Asbuton B 10 dengan kadar bitumen 9,0 11,4% Asbuton B 13 dengan kadar bitumen 11,5 14,5% Asbuton B 16 dengan kadar bitumen 14,6 17,9% Asbuton B 20 dengan kadar bitumen 18,0 22,5% Asbuton B 25 dengan kadar bitumen 22,6 27,4% Asbuton B 30 dengan kadar bitumen 27,5 32,5% Asphaltic Bitumens = Asphaltenes + Maltenes Maltenes = nitrogen bases + 1 st acidaffins + 2 nd acidaffins + parafins = N +AI + AII + P Bitumen asbuton = 68,42% asphaltenes + 17% N + 5,48% AI + 4,22 AII + 4,88% P Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 25

26 Sifat fisik asbuton ialah mudah menyerap air, asbuton harus dikeringkan (diangin-anginkan) sehingga kadar minimum 10% pada waktu digunakan untuk konstruksi jalan. Sifat asbuton juga dipengaruhi panas. - Sampai suhu 30ºC, rapuh dan mudah pecah - Antara suhu 30ºC 60ºC, agak plastis dan masih mudah dipecah - Antara suhu 60ºC 100ºC, bersifat plastis dan sangat sukar dipecah (bila dipukul akan menjadi lempengan) - Antara suhu 100ºC 150ºC, hancur (lepas-lepas) bila diaduk - Pada suhu ± 250ºC, bitumen asbuton mulai terbakar. Terjadinya asbuton berhubungan erat dengan suatu formasi endapan minyak bumi beberapa ratus tahun yang lalu. Oleh suatu gejala geologi (patahan) formasi batuan berminyak tersebut berpindah tempat, minyak buminya menembus dan meresap ke batuan kapur dan pasir di sekelilingnya. Dalam perjalanan waktu, fraksi yang ringan dari minyak bumi tersebut menguap, sedangkan fraksi yang berat (aspal) tetap tinggal dalam batu induk kapur dan terbentuklah batu aspal alam yang kita kenal sekarang sebagai Aspal Buton (Asbuton). Tabel 2.7 Persyaratan Asbuton Butir : Sifat-sifat Asbuton Butir Metode Pengujian Tipe Tipe Tipe 5/20 15/20 15/25 Kadar bitumen asbuton; % SNI Ukuran butir asbuton butir - Lolos Saringan No.8 (2,36 mm); % SNI Lolos Saringan No.16 (1,18 mm); % SNI Min 95 Min 95 Min 95 Kadar air, % SNI Mak 2 Mak 2 Mak 2 Penetrasi bitumen asbuton pada 25ºC, SNI g, 5 detik; 0,1 mm Keterangan : 1. Asbuton butir Tipe 5/20 : Kelas penetrasi 5 (0,1 mm) dan kelas kadar bitumen 20% 2. Asbuton butir Tipe 15/20 : Kelas penetrasi 15 (0,1 mm) dan kelas kadar bitumen 20% 3. Asbuton butir Tipe 15/25 : Kelas penetrasi 15 (0,1 mm) dan kelas kadar bitumen 25% Sumber : Bina Marga ( 2007) Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 26

27 2.6 Bahan Pengisi (Filler) Bahan pengisi (filler) adalah suatu bahan berbutir halus yang lewat ayakan no.30 Standart Sieve dan 65% lewat ayakan no.200, bahan filler dapat berupa asbuton, abu batu dan bahan lainnya. Pembuatan lapis permukaan diperlukan agregat dengan gradasi tertentu, untuk itu biasanya dibutuhkan disamping agregat kasar, agregat halus juga bahan pengisi. Campuran agregat-agregat itu akan membentuk gradasi tertentu sesuai dengan yang dipersyaratkan. Dalam campuran beraspal panas, asbuton digunakan sebagai bahan pengisi (filler) yang memiliki peranan tersendiri untuk mendapatkan lapis perkerasan permukaan aus AC WC sesuai dengan spesifikasi teknis. Tabel 2.8 Perbandingan agregat kasar dan filler : Parameter butiran Agregat kasar Filler Ukuran butiran Besar Kecil Bentuk butiran Disc/blade/round/cubical Cubical/round Gradasi Dense/open/gap Open Luas permukaan - Lebih luas Daya affinity Tergantung sumber bahannya - Sumber : Bina Marga (2007) Tabel 2.9 Gradasi bahan pengisi (filler) : Ukuran saringan Persentase berat yang lolos (%) No.30 (0.590 mm) 100 No.50 (0.279 mm) No.100 (0.149 mm) No.200 (0.074 mm) Sumber : Bina Marga (2007) Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 27

28 2.7 Definisi Marshall Alat Marshall merupakan alat tekan yang dilengkapi dengan cincin penguji (proving ring) yang berkapasitas 2500 kg atau 500 pon. Cincin penguji dilengkapi dengan arloji pengukur yang berguna untuk mengukur kelelehan (flow meter) untuk mengukur kelelehan plastis (flow). Pemeriksaan ini pertama kali diperkenalkan oleh Bruce Marshall, selanjutnya dikembangkan oleh U.S. Corps of Engineer. Saat ini pemeriksaan Marshall mengikuti prosedur PC atau AASHTO T , atau ASTM D T. Pemeriksaan dimaksudkan untuk menentukan ketahanan (stabilitas) terhadap plastis dari campuran aspal dan agregat. Kelelehan plastis adalah perubahan bentuk suatu campuran yang terjadi akibat suatu beban sampai batas runtuh yang dinyatakan dalam mm atau 0,01. Penelitian ini akan digunakan jenis campuran AC WC untuk lalu lintas berat. Gambar 2.1 Alat Uji Marshall Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 28

29 2.8 Analisa Ekstraksi Setelah dilakukan pengujian dengan menggunakan tes marshall, dilakukan pula pengujian ekstraksi. Pengujian ekstraksi ini dilakukan dengan tujuan mendapatkan kadar aspal dari sampel benda uji (bricket) yang dianggap mewakili (kadar optimum). Hasil kadar aspal dari pengekstraksian tersebut diamati apakah sesuai dengan spesifikasi yang telah ditetapkan. Pengujian dilakukan tidak hanya untuk meneliti kadar aspal, akan tetapi juga untuk mengamati gradasi dari agregat, apakah sesuai dengan standar yang dipakai. Hasil pengekstrasian mengacu pada prosedur AASHTO T Gambar 2.2 Alat Uji Ekstraksi (Soklet) Tugas Akhir : Cahya Mulyanto : Bab.II- 29