Jurnal Rancang Sipil Volume 1 Nomor 1, Desember 2012 79 PENGARUH PENAMBAHAN FILLER ABU AMPAS TEBU PADA CAMPURAN ASPAL TERHADAP SIFAT MARSHALL Raden Hendra A., Andri Imani Darma Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Medan, Jalan Gedung Arca No. 52, Telp (061) 7363771, Fax (061) 7347954, Medan, 20217 ABSTRAK Bahan pengisi campuran aspal beton harganya relatif mahal, sehingga perlu dipikirkan alternative pengganti yang mudah didapat secara lokal agar harganya lebih ekonomis. Hal ini merupakan pertimbangan dalam melakukan penelitian terhadap abu ampas tebu sebagai salah satu bahan lokal menjadi alternatif pengganti bahan pengisi campuran aspal beton. Penelitian ini menggunakan campuran aspal beton lapis aus dengan kadar aspal optimum 6,5% dan abu ampas tebu dengan persentase kadar terhadap berat total campuran sebesar 2%, sebagai bahan tambahan dari abu batu 48%. Masing-masing sampel campuran aspal beton dengan variasi kadar abu ampas tebu seperti yang disebutkan diatas diuji karakteristik marshall yang dilihat dari nilai: stabilitas, flow, Marshall Quotient, Voids Mix Aggeregate dan Voids Filled with Asphalt. Dan dari hasil pengujian tersebut, dicari kadar aspal yang optimum. Hasil penelitian campuran aspal beton dengan abu ampas tebu sebagai penambah Filler menunjukkan stabilitasnya pada penambahan kadar aspal mengalami kenaikan sampai pada nilai maksimum 1096 kg. Kemudian mengalami penurunan nilai stabilitas seiring dengan penambahan kadar aspal. Penelitian yang diuji dengan Marshall Test memberikan hasil bahwa pemakaian abu ampas tebu dengan persentase berat abu ampas tebu 2% terhadap berat total sebagai pengganti Filler akan menghasilkan campuran yang baik. Stabilitasnya akan meningkat, flow cenderung menurun, nilai kekakuan (MQ) cukup baik di atas 200 kg/mm. Kata kunci : Abu Ampas Tebu, Campuran Aspal, Marshall Test. 1. PENDAHULUAN Pembangunan dari segala aspek tersebut terus digalakkan baik itu pembangunan fisik, seperti gedung-gedung, sarana jalan-jalan serta sarana dan prasarana yang terus ditingkatkan, namun tidak terlepas dari dampak pembangunan itu sendiri baik yang positif maupun yang negatif. Dengan keluarnya ide-ide baru dalam pelaksanaan pembangunan semakin menambah pengetahuan untuk melakukan aplikasi-aplikasi yang jauh lebih baik penggunaannya untuk dapat diterapkan dalam hal pembangunan. Jalan merupakan peran yuang sangat besar untuk pertumbuhan ekonomi dan sosial bahkan turut pula mempengaruhi kondisi politik dan keamanan. Selain itu jalan merupakan banguna supra struktur dlam hal pemerataan sosial. Peran yang penting ini menuntut bahwa juga harus mendapat prioritas utama dalam pembangunan bangsa sehingga pemerintah harus menempatkan pembangunan jalan sebagai objek penting dalam program pembangunannya.
Jurnal Rancang Sipil Volume 1 Nomor 1, Desember 2012 80 Jalan yang rusak sebelum masa pelayanannya habis juga didapatkan masih banyak yang rusak. Hal ini ditinjau dari sebagian macam factor antara lain beban-beban kendaraan yang berlebih, iklim tropis di Indonesia, pengawasan yang kurang baik saat penghamparan lapis perkerasan dilapangan, ataupun tidak terkontrolnya pelaksanaan job mix formula pada saat melaksanakan campuran perkerasan. Jenis lapis perkerasan jalan yang digunakan sangat banyak jenisnya sesuai dengan perkembangan sains dan teknologi anatara lain dengan memakai berbagai kombinasi agregat kasar, sedang, halus dan filler. Didalam penulisan ini kombinasi yang digunakan adalah hasil pembakaran abu ampas tebu sebagai penambah filler dengan kadar penambahan 2% dari kombinasi campuran hot mix. Di Indonesia umumnya jenis lapisan perkerasan permukaan jalan digunakan adalah aspal beton. Oleh sebab itu penulis tertarik untuk melakukan penelitian tentang penggunaan variasi butiran maksimum pada campuran asphalt concrete wearing course tersebut. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui nilai maksimum butiran, nilai ratarata pada kombinasi gradasi, dan nilai pengaruh sifat marshal dengan mengkombinasikan penambahan abu ampas tebu dengan persentase tertentu secara laboratorium sehingga didapat hasil yang optimum terhadap sifat marshal. Pengujian dengan marshal test akan mendapat nilai density, stabilitas, flow, VMA, VIM, VFMA, Marshal Quotient, berdasarkan nilai-nilai tersebut dapat diketahui karakteristik campuran pada masing-masing ukuran maksimum butiran yang memenuhi spesifikasi yang telah ditetapkan. Adapun permasalahan yang akan dibahas antara lain adalah : 1. Gradasi agregat pada abu ampas tebu terhadap sifat Marshal 2. Spesifik Gravity pada masing-masing Agregat 3. Kombinasi agregat abu ampas tebu pada pencampuran Filler Disebabkan luasnya permasalahan, maka penulis membatasi masalah pada pengaruh ukuran butiran maksimum 1 (inchi), ¾ (inchi), ½ (inchi) dengan kombinasi 2% hasil pembakaran abu ampas tebu sebagai penambah filler pada campuran Asphalt concrete wearing course yang dibuatkan sampel terhadap masing-masing ukuran butiran. Karakteristik sifat marshal antara lain Density, banyaknya rongga dalam campuran (VIM), banyaknya rongga dalam Agregat (VMA), ronggaterisi Asphalt (VFVMA), stabilitas, flow dan marshal Quotient. Untuk variasi asphalt yang digunakan pada penelitian ini adalah kadar asphalt 5,5%. 6%. 6,5%. 7%. 7,5%. 8%. Dari penelitian yang dilakukan dengan menggunakan abu ampas tebu dengan kadar persentase 2% mapu memberikan hasil yang lebih kuat, ringan dan tahan terhadap
Jurnal Rancang Sipil Volume 1 Nomor 1, Desember 2012 81 kondisi yang agresif, tentu saja membutuhkan biaya yang murah. Abu ampas tebu juga sangat cocok untuk kombinasi campuran agregat, karena disamping dari butiran yang kecil kadar pada butirannya juga tidak jauh berbeda dengan abu batu hanya saja abu ampas tebu lebih ringan dari agregat abu batu. 2. METODE PENELITIAN Metode penelitian yang dilakukan antara lain: 1. Penentuan jenis campuran aspal-agregat AC-WC dan spesifikasinya. 2. Pengujian terhadap aspal diantaranya uji penetrasi, titik lembek dan titik nyala,daktilitas dan berat jenis. 3. Pengujian agregat yang digunakan diantaranya: pengujian abrasi, sand equivalen, analisa saringan, soundness test, dan berat jenis. 4. Perencanaan campuran (mix design) 5. Pembuatan sampel benda uji sebanyak 18 sampel dengan kadar abu ampas tebu 2%, variasi kadar aspal 5,5%, 6%, 6,5%, 7%, 7,5%, 8%. 6. Pengujian sampel dengan prosedur pengujian marshall test yang dikeluarkan oleh ASTM-D-62T 7. Analisa dilakukan terhadap sifat-sifat marshall yaitu: Density, Void in Mineral Agregat, Void in the Mix, Void Filled With Asphalt, Stability, Flow dan Marshall Quotien. 8. Evaluasi 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil pengujian terhadap aspal dan agregat yang digunakan memenuhi spesifikasi ASTM yang disyaratkan diantara hasilnya sebagai berikut: Untuk aspal : Berat jenis aspal 1,0229, angka penetrasi 65, Titik lembek 52, titik nyala 260, daktilitas > 100cm. Untuk agregat: Berat jenis bulk 2,636 (CA) 2,602 (MA) 2,609 (FA), Adapun komposisi campuran AC untuk agregat kasar (CA) 14%, agregat sedang (MA) 24%, agregat halus (FA) 48%, abu batu 12% (FF) ditambah abu ampas tebu 2%. Hasil pengujian campuran aspal-agregat terhadap sifat marshall dapat dilihat pada tabel 1 berikut:
Jurnal Rancang Sipil Volume 1 Nomor 1, Desember 2012 82 Tabel 1. Hasil pengujian Sifat Kadar Kadar Kadar Kadar Kadar Kadar Marshall aspal aspal aspal aspal aspal aspal 5,5% 6% 6,5% 7% 7,5% 8% Density 2,268 2,287 2,298 2,306 2,301 2,299 (gr/cc) VMA (%) 17,98 17,33 17,77 17.93 18,54 19.06 VFWA 60,58 68,34 74,74 79,27 83,86 87,52 (%) VIM (%) 7,09 5,61 4,49 3,72 2,99 2,38 Stabilitas 813 996 1012 1054 1096 913 (kg) Flow (mm) 4,75 4,10 3,70 4,00 4,25 4,70 MQ 171 243 274 264 258 194 (kg/mm) Campuran dengan Density atau kepadatan yang tinggi akan memiliki kekuatan menahan beban yang besar, dari hasil penelitian didapati hubungan kadar aspal terhadap Density yaitu kepadatan bertambah dengan meningkatnya kadar aspal kemudian menurun setelah diatas 7,5 %, yang berarti aspal tidak lagi terserap pada void tetapi sudah berlebih. Penambahan kepadatan yang terjadi tidak besar. VMA % 19,5 19 18,5 18 17,5 17 16,5 16 5,50% 6% 6,50% 7% 7,50% 8% Kadar Aspal VMA Gambar 1. Grafik VMA Campuran AC filler Abu Ampas Tebu. Nilai VMA menunjukkan persentase rongga yang terdapat diantara agregat pada campuran perkerasan padat termasuk ruang yang terisi oleh aspal. Nilai VMA berpengaruh terhadap kekakuan campuran. Apabila VMA rendah maka nilai kekakuan menjadi tinggi. Nilai VMA berpengaruh terhadap sifat kekedapan campuran, semakin banyak rongga yang ada maka akan semakin kurang nilai kekedapan terhadap air dan
Jurnal Rancang Sipil Volume 1 Nomor 1, Desember 2012 83 udara. Lapis keras dengan VMAyang besar akan mudah ditembus oleh air dan udara, sehingga aspal akan cepat teroksidasi. Proses oksidasi ini menyebabkan satu lapisan film keras yang ada pada campuran aspal menjadi rapuh dan berkurang daya ikat, akibatnya akan menjadi crack atau retakan pada campuran tersebut. Sebaliknya apabila VMA terlalu kecil maka campuran akan rapat, sehingga aspal akan sulit mencapai rongga, akibatnya apabila diberikan beban lalulintas akan terjadi deformasi pada lapisan perkerasan tersebut, berupa lendutan, alur, hal ini disebabkan karena ruang yang terisi oleh aspal akan lebih sedikit sehingga akan menjadi kerapuhan pada perkerasan tersebut. Nilai VMA yang disyaratkan minimal 16%. Hasil penelitian menunjukkan nilai VMA cenderung naik dengan naiknya kadar aspal dengan nilai 17,98 s/d 19,06% yang berada diatas 16% sebagai syarat spesifikasi. VFWA % 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 5,50% 6% 6,50% 7% 7,50% 8% VFWA Kadar Aspal Gambar 2. Grafik VFWA Campuran AC filler Abu Ampas Tebu. VFWA adalah persentase rongga dalam campuran agregat yang terisi aspal atau rasio antara volume aspal pada campuran dan volume pori pada agregat. Semakin rapat gradasi dan tingginya kadar aspal maka VFWA semakin besar. Apabila tumbukan terlalu banyak maka VFWA semakin besar, rongga semakin kecil sehingga kekedapan campuran terhadap air dan udara menjadi lebih tinggi, akan mengakibatkan terjadinya deformasi karena rongga yang tersedia terlalu kecil, dan campuran sudah kelebihan aspal (bledding). Sebaliknya jika nilai VFWA terlalu kecil maka kekedapan terhadap air dan udara akan menjadi berkurang sehingga lebih cepat untuk teroksidasi. Hasil penelitian menunjukkan nilai VFWA naik seiring dengan naiknya kadar aspal, syarat spesifikasi nilainya antara 70
Jurnal Rancang Sipil Volume 1 Nomor 1, Desember 2012 84 s/d 85%. Campuran aspal agregat dengan filler abu ampas tebu yang memenuhi spesifikasi dengan kadar aspal 6,5% sampai dengan 7,5%. VIM adalah persentase rongga udara yang terdapat pada campuran, harga ini diperoleh dari bulk specific gravity setiap sampel padat dan maksimum specific gravity campuran perkerasan yang dinyatakan dalam persen (%). Nilai VIM pada campuran AC minimal 3% dan maksimal 5%. Hasil penelitian menunjukkan nilai VIM berkurang dari 7,09% hingga 2,38% seiiring dengan naiknya kadar aspal pada campuran perkrasan dengan filler abu ampas tebu, yang memenuhi spesifikasi pada kadar aspal 6,5% dan 7%. 1200 1000 800 STABILITAS kg 600 400 STABILITAS 200 0 5,50% 6% 6,50% 7% 7,50% 8% Kadar Aspal Gambar 3. Grafik Stabilitas Campuran AC filler Abu Ampas Tebu. Stabilitas merupakan kemampuan campuran perkerasan untuk menahan deformasi akibat beban lalulintas yang bekerja diatasnya tanpa mengalami perubahan bentuk tetap (deformasi permanen). Hasil untuk stabilitas dengan bertambahnya kadar aspal nilai stabilitas meningkat pada awalnya kemudian menurun, dengan nilai maksimum1096 kg. Spesifikasi mensyaratkan nilai stabilitas diatas 800 kg. Flow (kelelehan) adalah total deformasi pada sampel (penurunan diameter vertical) yang terjadi saat mencapai titik beban maksimum pada alat tekan marshall. Hasil untuk flow menunjukkan dengan kenaikan kadar aspal pada campuran AC dengan filler abu ampas tebu, nilai flow awalnya menurun dari 4,75 menjadi 3,70 kemudian menaik menjadi 4,70 mm. Spesifikasi mensyaratkan nilai flow antara 2 sampai 4mm.
Jurnal Rancang Sipil Volume 1 Nomor 1, Desember 2012 85 300 250 200 Marshall Quotient kg/mm 150 100 50 Marshall Quotient 0 5,50% 6% 6,50% 7% 7,50% 8% Kadar Aspal Gambar 4. Grafik MQ Campuran AC filler Abu Ampas Tebu. Marshall Quotient (MQ) adalah stabilitas yang berbanding terbalik dengan kelelehan dan dapat dipakai sebagai pendekatan tingkat kekakuan dan fleksibilitas campuran. Nilai MQ yang terlalu besar menunjukkan kekuatan campuran perkerasan tinggi dan kaku, akan berakibat mudahnya terjadi retakan, sebaliknya bila harga MQ terlalu kecil menunjukkan terlalu plastis yang berakibat mudah mengalami deformasi. Hasil untuk MQ dengan bertambahnya kadar aspal, nilai MQ awalnya meningkat setelah mencapai maksimum nilainya menurun kembali, Nilai maksimum MQ yang diperoleh 274 KN/mm. Spesifikasi mensyaratkan nilai MQ antara 200 s/d 500 kg/mm. 4. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang dilakukan didapatkan kesimpulan sebagai berikut: 1. Penggunaan Abu Ampas tebu sebagai penambah filler abu batu pada campuran aspal beton (Asphalt Concrete-Wearing Course / AC-WC) yang menggunakan jenis aspal penetrasi 60/70 dapat memenuhi syarat spesifikasi campuran yang disyaratkan. 2. Kadar aspal optimum didapat pada 6,5% dengan nilai stabilitas 1013 kg, density 2,298 gr/cc, VMA 17,77%, VFWA 74,74%, VIM 4,49%, flow 3,70 mm, dan MQ 274 kg/mm.
Jurnal Rancang Sipil Volume 1 Nomor 1, Desember 2012 86 DAFTAR PUSTAKA Brady, Jourge and Clouser, Henry, (1991), Material Handbook Thirteenth Edition, Mc. Graw Hill Inc. Dewi, Sri Murni, (1989), Pemakaian Limbah Abu untuk Bahan Panel Gibsum, Jurnal Teknik Volume V No. 1 April 1998. Handi S., (1990), Bahan Bitumen untuk Jalan, ITB Bandung. Hardiwijono, dkk, (2000), Pengaruh Variasi Pemadatan pada Beberapa Jenis Campuran Aspal, Konferensi Nasional Teknik jalan Ke-6 Jakarta. Silvia Sukirman, (1992), Perkerasan Lentur Jalan Raya, Nova, Jakarta.
Jurnal Rancang Sipil Volume 1 Nomor 1, Desember 2012 87 PEDOMAN PENULISAN JURNAL RANCANG SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL INSTITUT TEKNOLOGI MEDAN 1. Jurnal Rancang Sipil ITM merupakan jurnal ilmiah yang diterbitkan 2 (dua) kali dalam setahun (Juni dan Desember), memuat makalah-makalah hasil penelitian di bidang sipil (struktur, geoteknik, sumber daya air, jalan raya, transportasi, manajemen, teknik pantai) baik peneliti dari dosen teknik sipil, mahasiswa teknik sipil maupun peneliti dari praktisi di bidang konstruksi bangunan-bangunan sipil lainnya. 2. Tulisan ilmiah ini bersifat original dan belum pernah dipublikasikan sebelumnya di jurnal lainnya. Apabila pernah dipresentasikan dalam seminar, supaya dilengkapi dengan keterangan tambahan. 3. Bahasa yang digunakan dalam penulisan naskah, dapat ditulis dalam bahasa Indonesia atau dalam Bahasa Inggris. Abstrak dan kata kunci dapat ditulis dalam bahasa Indonesia dan dalam Bahasa Inggris. 4. Tata cara penulisan sebagai berikut : a. Semua isi diketik dengan huruf Times New Roman dengan margin kiri 4, atas, kanan, dan bawah 3. b. Judul yang singkat dan jelas diketik dengan huruf kapital, ukuran 13 cetak tebal. c. Di bawah judul tertera nama-nama penulis tanpa gelar akademik, asal instansi dan alamat koresponden dengan ukuran huruf 11. d. Penulisan abstrak dengan ukuran huruf 10 spasi 1 lengkap dengan kata kunci. e. Judul dan isi naskah diketik satu kolom dengan ukuran huruf 11 spasi 1,5. f. Jumlah halaman di antara 10 sampai 15 halaman. g. Judul dan sub judul diberi nomor secara beraturan, demikian juga setiap tabel diberi nomor dan nama tabel di atas tabel, gambar atau grafik dengan nomor dan nama gambar di bawah. h. Penulisan daftar pustaka dengan Sistem Harvard menggunakan nama penulis dan tahun publikasi dengan urutan pemunculan berdasarkan nama penulis secara alfabetis. Publikasi dari penulis yang sama dan dalam tahun yang sama ditulis dengan cara menambahkan huruf a, b, atau c dan seterusnya tepat di belakang tahun publikasi (baik penulisan dalam daftar pustaka maupun sitasi dalam naskah tulisan). Alamat Internet ditulis menggunakan huruf italic. Contoh : Das. B. M, (1991), Mekanika Tanah Prinsip prinsip Rekayasa Geoteknis, jilid 1 dan 2, Erlangga, Jakarta. 5. Sistematika penulisan di antaranya : a. Judul tulisan b. Nama penulis c. Abstrak maksimum 250 kata dan kata kunci (3-5 kata) d. Pendahuluan (latar belakang, tujuan, permasalahan, tinjauan pustaka) e. Metodologi Penelitian f. Hasil dan Pembahasan g. Kesimpulan h. Daftar Pustaka 6. Pengiriman naskah dapat dilakukan via email : sipil_itm@ymail.com, atau via pos ke alamat redaksi Jurusan Teknik Sipil Institut Teknologi Medan Jl. Gedung Arca No. 52 Medan 20217 diserahkan dalam bentuk hardcopy siap terbit di kertas A4 serta softcopy dalam CD dengan format Microsoft Word (doc).