Skripsi. Diajukan Sebagai Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

Transkripsi

1 PENGARUH BITUMEN MODIFIKASI ETHYLENE VINYL ACETETE (EVA) PADA ASPHALT CONCRETE (AC) DAN THIN SURFACING HOT MIX ASPHALT (TSHMA) TERHADAP UJI KEKESATAN, UCS, ITS, PERMEABILITAS DAN ITSM The Effect of Ethylene Vinyl Acetate (EVA) Modified Bitumen with in Asphalt Concrete and Thin Surfacing Hot Mix Asphalt to Skid Resistance Test, UCS Test, ITS Test Permeability Test and ITSM Test Skripsi Diajukan Sebagai Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh: RYAN KURNIAWAN I PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016 i

2

3

4 MOTTO Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan (Q.S. Al-Insyirah: 5-6) Bila kamu tak tahan penatnya belajar, maka kamu akan menanggung perihnya kebodohan (Imam Asy-Syafi i) PERSEMBAHAN ALLAH S.W.T, Maha Besar, Tuhan Semesta Alam, dan Maha pemilik dunia beserta seisinya. Yang selalu memberikan nikmat-nya dan barokah-nya kepada ku. Rasulullah Muhammad S.A.W, yang telah membawa Islam ke dunia ini. Yang menjadi idolaku pertama. Terima kasih ya Rasulullah. Semoga hamba salah satu umat yang bersama engkau di surga Al-jannah, allahumaamiin. Yatilah dan Dedi Mulyadi, orang tua yang telah merawatku sejak kecil hingga sekarang, yang selalu memberi semangat dan doanya untuk kesuksesan anaknya. Candra Gunawan, kakak yang selalu ngejar-ngejar lulus. iv

5 ABSTRAK Ryan Kurniawan, Pengaruh Bitumen Modifikasi Ethylene Vinyl Acetate (EVA) pada Asphalt Concrete dan Thin Surfacing Hot Mix Asphalt Terhadap Pengujian Kekesatan, UCS, ITS, Permeabilitas, dan ITSM. Skripsi. Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Salah satu modifikasi pada perkerasan jalan adalah melakukan modifikasi pada bitumen dengan Ethylene Vinyl Acetate (EVA). EVA merupakan polimer plastomer memiliki sifat plastis saat didinginkan dan elastis saat dipanaskan. Dari sifat EVA tersebut, diharapkan dapat memberikan ketahanan yang lebih besar dibandingkan aspal pen 60/70. Tujuan dari penelitian adalah mengetahui perbandingan antara campuran Asphalt Concrete (AC) dan Thin Surfacing Hot Mix Asphalt (TSHMA) menggunakan aspal modifikasi EVA dengan campuran tanpa EVA terhadap pengujian kekesatan, Unconfined Compressive Strength (UCS), Indirect Tensile Strength (ITS), permeabilitas, dan Indirect Tensile Stiffness Modulus (ITSM), serta mengetahui pengaruh penggunaan aspal modifikasi EVA tersebut. Metode penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah eksperimental yang dilaksanakan di Laboratorium Jalan Raya Universitas Sebelas Maret. Aspal yang digunakan adalah aspal modifikasi dengan kadar EVA 3,5% (Mawid, 2015 ), yang digunakan pada campuran AC dengan kadar 6,04% (Ardian, 2016) dan TSHMA dengan kadar 5,66% (Prasdita, 2016). Pengujian yang dilakukan adalah uji kekesatan permukaan, ITS, UCS, permeabilitas, dan ITSM yang selanjutnya dikomparasikan dengan campuran aspal penetrasi 60/70. Hasil analisis dari benda uji menunjukkan bahwa dengan penggunan aspal modifikasi EVA pada AC meningkatkan nilai ITS sebesar 27,06%, nilai UCS sebesar 34%, dan nilai kekesatan sebesar 2,6 angka, serta menurunkan nilai koefisien permeabilitas sebesar 6,55% dibandingkan AC dengan aspal penetrasi 60/70. Sedangkan penggunan aspal modifikasi EVA pada TSHMA meningkatkan nilai ITS sebesar 90,7%, nilai UCS sebesar 4,4 kali dan nilai kekesatan sebesar 6 angka, dan stiffness modulus pada suhu 40 o C sebesar 10,99%, serta menurunkan nilai koefisien permeabilitas sebesar 30,26% dan stiffness modulus pada suhu 20 o C sebesar 20,15% dibandingkan TSHMA dengan aspal penetrasi 60/70. Penggunaan aspal modifikasi EVA pada campuran AC dapat meningkatkan nilai ITS, UCS, dan kekesatan serta mengakibatkan penurunan nilai koefisien permeabilitas. Sedangkan pengguanaan aspal modifikasi EVA pada campuran TSHMA dapat meningkatkan nilai ITS, UCS, kekesatan, dan ITSM (suhu 20 o C) serta mengakibatkan penurunan nilai koefisien permeabilitas dan ITSM (suhu 40 o C). Kata kunci: Asphalt Concrete (AC), Ethylene Vinyl Acetate (EVA), ITS, ITSM, Permeabilitas, Skid Resistance, Thin Surfacing Hot Mix Asphalt (TSHMA), UCS. v

6 ABSTRACT Ryan Kurniawan, The Effect of Ethylene Vinyl Acetate Modified Bitumen in Asphalt Concrete and Thin Surfacing Hot Mix Asphalt to Skid Resistance Test, UCS Test, ITS Test, Permeability Test, and ITS Test. Thesis. Department of Civil Engineering. Faculty Of Engineering University of Sebelas Maret. One of modification of road pavement is to modify the bitumen with Ethylene Vinyil Acetate (EVA) to maximize the mixture of the roads and make them durable. EVA is polymer plastomer which has plastic property in low temperature and elastic property in high temperature. Of these EVA properties, expected to provide greater resilience than 60/70 asphalt penetration. The purpose of this research is to determine a ratio of Asphalt Concrete (AC) and Thin Surfacing Hot Mix Asphalt (TSHMA) using EVA modified asphalt with asphalt without EVA to skid resistance test, UCS test, ITS test, permeability test, and ITSM test, and to determine the effect of the use of EVA. The research methods used in this research is experimental which conducted in Road Pavement Laboratory Sebelas Maret University. Asphalt used is a modified bitumen with EVA content of 3.5% (Mawid, 2015), which is used in a mixture of AC grading 6.04% (Ardian, 2016) and TSHMA grading 5.66% (Prasdita, 2016). This experiment is testing the skid resistance, ITS, UCS, permeability, and ITSM which later are compared with mixture using bitumen 60/70 penetration. The results of the analysis of the specimen showed that the use of EVA modification asphalt in AC enhance the value of ITS by 27.06%, the value of UCS by 34%, and the value of roughness value by 2.6 points, as well as lower permeability coefficient value of 6.55% compared to AC with penetration 60/70 bitumen. While the use of EVA modification asphalt in TSHMA increase the valueof ITS by 90.7%, amounting to 4.4 times the value of UCS and roughness values by 6 points, and the value of stiffness modulus at temperature 40 o C by 10.99%, and decrease the value of permeability coefficient by 30,26% and value of stiffness modulus at temperature 20 o C by 20.15% compared TSHMA with penetration 60/70 bitumen. The use of modified asphalt mixture EVA at AC can increase the value of ITS, UCS, and the roughness and the resulting decline in value of permeability coefficient. Meanwhile, EVA modified asphalt pengguanaan on TSHMA mixture can increase the value of ITS, UCS, roughness, and ITSM (temperature 20 C) and the resulting decline in value of permeability coefficient and ITSM (temperature 40 o C). Keywords : Asphalt Concrete (AC), Ethylene Vinyl Acetate (EVA),ITS, ITSM, Permeability, Skid Resistance, TSHMA, UCS vi

7 PRAKATA Puji syukur penyusun panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, yang telah melimpahkan berkah dan rahmat-nya sehingga kami dapat menyelesaikan penelitian ini dengan judul Pengaruh Bitumen Modifikasi EVA pada Asphalt Concrete dan Thin Surfacing Hot Mic Asphalt Terhadap Pengujian Kekesata, UCS, ITS, Permeabilitas, dani TSM dengan baik dan lancar. Penelitian ini merupakan syarat untuk meraih gelar Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penyusunan laporan ini kami banyak menerima bantuan dari berbagai pihak, oleh karena itu kami ucapkan terima kasih kepada : 1. Ir. Ary Setyawan, M.Sc., P.hD. dan Ir. Djumari M.T. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan pengarahan selama penyusunan skripsi 2. Ir. Djoko Sarwono, M.T. selaku pembimbing akademik yang telah membantu selama masa perkuliahan, 3. Seluruh dosen di Program Studi Teknik Sipil yang telah memberikan ilmunya selama dalam bangku perkuliahan, 4. Penghuni Janur Kuning yang selalu menghadirkan canda tawa saat penat melanda, 5. Teman-teman Manis Manja dan seluruh rekan-rekan mahasiswa S1 Regular Teknik Sipil UNS angkatan 2011, 6. Seluruh pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu yang telah membantu kelancaran tugas kerja hingga terwujudnya laporan ini. Penyusun menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak kekurangan dan keterbatasan pengetahuan dan pengalaman serta masih kurangnya pemahaman yang penyusun miliki sehingga dalam penyusunan laporan ini banyak kekurangan, Oleh karena itu penyusun berharap dengan segala kerendahan hati untuk kritik dan saran yang bersifat membangun sangat kami harapkan. Akhir kata kami berharap semoga laporan ini berguna dan bermanfaat bagi semua yang memerlukan. Surakarta, April 2016 Penyusun vii

8 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... ii HALAMAN PENGESAHAN..... iii MOTTO... iv PERSEMBAHAN... iv ABSTRAK v ABSTRACT..... vi PRAKATA vii DAFTAR ISI. viii DAFTAR GAMBAR xi DAFTAR TABEL xii DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL xiv 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 Struktur Perkerasan Jalan Asphalt Concrete (AC) Thin Surfacing Hot Mix Asphlat Material Penyusun Ethylene Vinyl Acetete (EVA) Aspal Modifikasi EVA viii

9 2.2.7 Pengujian Benda Uji BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1 Umum Data Data Primer Data Sekunder Alat dan Bahan Alat Bahan Benda Uji Pengujian Benda Uji Pengujian Kekesatan Permukaan Pengujian Unconfined Compressive Strength Pengujian Indirect Tensile Strength Pengujian Permeabilitas Pengujian Indirect Tensile Stiffness Modulus Analisis Data Diagram Alir Penelitian BAB 4 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Pemeriksaan Bahan Data Pemeriksaan Agregat Data Pemeriksaan Aspal Pembuatan Benda Uji Pengujian Benda Uji Uji Kekesatan Permukaan Uji Unconfined Compressive Strength Uji Permeabilitas Uji Indirect Tensile Strength Uji Indirect Tensile Stiffness Modulus Pembahasan Hasil Penelitian 51 ix

10 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA 60 LAMPIRAN A LAMPIRAN B x

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Susunan Perkerasan Jalan... 7 Gambar 2.2. Komparasi gradasi AC dan TSHMA Gambar 2.3. Ethylene Vinyl Acetate Gambar 2.4. Alat Uji British Pendulum Tester (BPT) Gambar 2.5. Pengujian UCS Gambar 2.6. Pembebanan dan kerusakan benda uji pada ITS Gambar 2.7. Konfigurasi alat ITSM Gambar 3.1. Benda uji balok Gambar 3.2. Peralatan Pengujian Kekesatan Permukaan Perkerasan Gambar 3.3. Per Klip dan Per untuk Mengatur Peluncur Karet Gambar 3.4. Diagram Alir Penelitian Gambar 4.1. Perbandingan Nilai BPN Gambar 4.2. Diagram perbandingan nilai UCS Gambar 4.3. Diagram perbandingan nilai koefisien permeabilitas Gambar 4.4. Diagram perbandingan nilai ITS Gambar 4.5. Diagram perbandingan nilai ITSM campuran TSHMA (suhu 20 o C, pembebanan 2500 N) Gambar 4.5. Diagram perbandingan nilai ITSM campuran TSHMA (suhu 20 o C, pembebanan 2500 N) xi

12 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Gradasi agregat untuk Asphalt Concrete... 9 Tabel 2.2 Gradasi agregat untuk Thin Surfacing Hot Mix Asphalt Tabel 2.3 Klasifikasi campuran aspal berdasarkan angka permeabilitas 15 Tabel 3.1 Jumlah benda uji Tabel 4.1 Pemeriksaan Agregat Halus Tabel 4.2 Pemeriksaan agregat kasar Tabel 4.3 Pemeriksaan aspal modifikasi EVA Tabel 4.4 Gradasi agregat untuk Asphalt Concrete Tabel 4.5 Gradasi agregat untuk Thin Surfacing Hot Mix Asphalt Tabel 4.6 Hasil pengujian kekesatan permukaan Tabel 4.7 Hasil pengujian UCS pada gradasi Asphalt Concrete Tabel 4.8 Hasil pengujian UCS pada gradasi TSHMA dengan aspal modifikasi EVA Tabel 4.9 Hasil pengujian permeabilitas campuran AC dengan aspal modifikasi EVA Tabel 4.10 Hasil pengujian permeabilitas campuran TSHMA dengan aspal modifikasi EVA Tabel 4.11 Hasil pengujian ITS untuk gradasi AC dengan aspal modifikasi EVA Tabel 4.12 Hasil pengujian ITS untuk gradasi TSHMA dengan aspal modifikasi EVA Tabel 4.13 Hasil perhitungan nilai regangan untuk gradasi AC dengan aspal modifikasi EVA Tabel 4.14 Hasil perhitungan nilai regangan untuk gradasi TSHMA dengan aspal modifikasi EVA Tabel 4.15 Hasil perhitungan modulus elastisitas gradasi AC dengan aspal modifikasi EVA xii

13 Tabel 4.16 Tabel 4.17 Tabel 4.18 Hasil perhitungan modulus elastisitas gradasi TSHMA dengan aspal modifikasi EVA Hasil perhitungan ITSM campuran TSHMA dengan aspal modifikasi EVA Hasil perhitungan ITSM campuran TSHMA dengan aspal penetrasi 60/ xiii

14 DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL % = prosentase/persen C = derajat Celcius A = Luas permukaan benda uji (m 2 ) AC BC BPN CA cm cm 2 cm 3 = cc d F = Asphalt Concrete / Aspal Beton = Base Course / Lapis Pondasi Atas = British Pendulum Number = Coarse Aggregate / Agregat Kasar / Agregat tertahan saringan no.8 = sentimeter = sentimeter persegi = sentimeter kubik = diameter benda uji (m) = Flow / devormasi vertikal dari awal pembebanan sampai runtuh F = Kuat desak (kg/m 2 ) g/cm³ gr h ITS k K = gram/cm kubik = gram = Tinggi benda uji (m) = Indirect Tensile Strength / Kuat Tarik Tidak Langsung = Faktor kalibrasi proving ring = koefisien permeabilitas (cm/detik) k = permeabilitas (cm 2 ) KAO kg kg/m 2 lb m m 2 = Kadar Aspal Optimum = kilogram = kilogram / meter persegi = pound = meter = meter persegi xiv

15 mm NAPA Pi P u q SNI UCS TSHMA V WC = milimeter = Natinal Asphalt Pavement Assotiation = Nilai beban yang diberikan pada pengujian ITS = Nilai beban (kg) = Pembacaan stabilitas alat (lb) = Standar Nasional Indonesia = Unconfined Compressive Strength / Kuat Tekan Bebas = Thin Surfacing Hot Mix Asphalt = Volume Rembesan (cc) = Wearing Course / Lapis Aus γ = berat jenis zat alir (gr/cm 3 ) μ = viscositas zat alir (gr detik/cm 2 ) xv