PENGARUH PENGGUNAAN KAPUR TOHOR SEBAGAI FILLER TERHADAP MARSHALL PROPERTIS PADA CAMPURAN ASPHALT CONCRETE-WEARING COURSE (AC-WC) LAPORAN Ditulis untuk Menyelesaikan Mata Kuliah Tugas Akhir Semester VI Pendidikan Program Diploma III oleh : FEPY ADELINA GARUDA S M BANUREA NIM. 0905022096 NIM. 1005022106 PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2013
ABSTRAK PENGARUH PENGGUNAAN KAPUR TOHOR SEBAGAI FILLER TERHADAP MARSHALL PROPERTIS PADA CAMPURAN ASPHALT CONCRETE-WEARING COURSE (AC-WC) Oleh : FEPY ADELINA GARUDA S M BANUREA NIM. 0905022096 NIM. 1005022106 Campuran aspal beton merupakan campuran dari agregat bergradasi rapat, sehingga rongga-rongga antar butir hampir seluruhnya terisi dengan butiran yang lebih kecil, hanya menyisakan sebagian kecil diisi oleh aspal. Dalam campuran aspal beton filler memegang peranan penting. Bahan yang biasa digunakan sebagai filler adalah abu batu. Karena keterbatasan dan mahalnya bahan tersebut maka diteliti kemungkinan material lain sebagai filler. Penelitian ini menggunakan Kapur Tohor sebagai pengganti abu batu sebagai filler. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh Kapur Tohor sebagai filler terhadap campuran Aspahalt Concrete Wearing Course (AC-WC) terutama nilai stabilitasnya. Dalam penelitian ini akan digunakan aspal penetrasi 60/70 dan agregat bergradasi ideal spec. Disini akan dilihat pengaruhnya terhadap Marshall Propertis pada campuran (AC-WC) melalui suatu pengujian karakteristik tersebut antara lain Stabilitas, Flow, rongga antar agregat (VMA), rongga dalam campuran (VIM), rongga berisi aspal (VFA), Marshall Quotient (MQ). Sasaran dari penelitian ini diharapkan mendapatkan kelayakan kapur tohor sebagai alternatif filler. Metodologi kegiatan dimulai dengan pengujian karakterisitik dengan campuran perkerasan, pengujian pada agregat kasar dan halus, pengujian pada filler dan pengujian pada aspal. Selanjutnya dibuat 10 buah sampel untuk mencari kadar aspal optimum dengan variasi 5% - 7% dengan kenaikan tiap variasi 0,5%. Setelah diperoleh kadar aspal optimum dibuat 10 sampel dengan menvariasikan kadar filler 0% - 100% dengan kenaikan 25%. Dari data hasil pengujian karakterisitik bahan campuran seluruh material memenuhi spesifikasi yang disyaratkan. Setelah dilakukan uji Marshall dengan kadar aspal rencana maka kadar aspal optimum yang didapat adalah 6,10, kadar aspal tersebut telah memenuhi spesifikasi yang disyaratkan dengan 2x75 tumbukan. Dari kadar aspal optimum sebesar 6,10% pada penggunaan 100% filler kapur tohor nilai bulk density 2,284 gr/cm 3, VMA 17,350%, VIM 4,4927%, VFA 71,609%, stability 1365,04 kg, flow 2,295 mm, marshall Quotient 462,948 kg/mm, absorbsi aspal 0,704 dan kadar aspal efektif sebesar 5,439%. Pada variasi 100% Kapur Tohor 0% abu batu terjadi kenaikan pada nilai stabilitasnya. Kata kunci : Filler, Kapur Tohor, dan Marshall Propertis.
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat dan kasih-nya maka tugas akhir ini dapat diselesaikan. Laporan yang berjudul Pengaruh Penggunaan Kapur Tohor sebagai Filler terhadap Marshall Propertis pada Campuran Asphalt Concrete- Wearing Course (AC-WC) ini dimaksudkan adalah sebagai syarat untuk menyelesaikan pendidikan program Diploma III Politeknik Negeri Medan. Dalam menyelesaikan laporan ini penulis menemukan masalah yang sulit untuk dipecahkan. Namun berkat berkat bantuan dari semua pihak, tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Dan penyelesaian laporan ini, tim penulis banyak dibantu oleh pihak-pihak yang berperan serta dan pada kesempatan ini tim penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1. Bapak M. Syahruddin, S.T., M.T., Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Bapak Ir. Abdul Basir M. T., Pembantu Direktur I 3. Bapak Abdul Rahman S.E.Ak, M.Si., Pembantu Direktur II 4. Ibu Delisma Siregar, S.T., M.T., Pembantu Direktur III 5. Bapak Cipta Dharma S.E., M.Si., Pembantu Direktur IV 6. Bapak Drs. Syaiful Hazmi, M.T., Ketua Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan; 7. Bapak Ir. Sudarto, M.T., Kepala Program Studi Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan; 8. Bapak Amrizal S.T., M.T., Dosen Pembimbing; 9. Bapak/ibu Dosen Penguji 10. Bapak Drs. Bintarto P. Seputro, M.T., Dosen Wali 11. Seluruh dosen dan staff administrasi 12. Kepada teman kami Arman, Aprianus, Cahroni, Glory, M.Iqbal, dan M.Erwin. 13. Orangtua kami tercinta yang telah memberikan dukungan penuh dan selalu mendoakan kami.
Laporan tugas akhir ini adalah asli hasil karya penulis bukan merupakan plagiat. Tim penulis sadar bahwa kemungkinan terjadi kesalahan dalam penulisan laporan ini, untuk itu penulis terbuka untuk menerima kritik dan saran yang berupa mendukung dengan laporan ini, dan kiranya laporan ini dapat berguna kelak bagi semua orang yang membutuhkan. Akhir kata, penulis menyampaikan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu menyalesaikan laporan ini. Medan, Agustus 2013 Hormat kami: Penulis I Penulis II FEPY ADELINA GARUDA S M BANUREA NIM. 0905022096 NIM. 1005022106
DAFTAR ISI LEMBAR PERSETUJUAN... i LEMBAR PENGESAHAN... ii ABSTRAK... iii KATA PENGANTAR... iv DAFTAR ISI... vi DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR SINGKATAN... xi DAFTAR GRAFIK... xiii DAFTAR TABEL... xiv BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Permasalahan... 2 1.3 Maksud dan Tujuan Penelitian... 3 1.4 Pembatasan Masalah... 3 1.5 Manfaat Penelitian... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 5 2.1 Agregat... 5 2.1.1 Agregat... 5 2.1.2 Sifat Agregat... 9 2.1.2.1 Gradasi Agregat... 11 2.1.2.2 Ukuran Maksimum Partikel Agregat... 14
2.1.2.3 Kadar Lempung... 15 2.1.2.4 Daya Tahan Agregat... 16 2.1.2.5 Bentuk dan Tekstur Agregat... 18 2.1.2.6 Daya Lekat Agregat terhadap Aspal... 23 2.1.2.7 Berat Jenis (Spesific Gravity) dan Penyerapan (Absorpsi)... 24 2.1.3 Agregat Kasar... 27 2.1.4 Agregat Halus... 28 2.1.5 Bahan Pengisi (filler)... 29 2.2 Kapur Tohor... 31 2.2.1 Batu Kapur (Batu Gamping)... 31 2.2.1.1 Proses Pembuatan Batu Kapur... 31 2.2.1.2 Mineralogi (Kandungan Mineral)... 35 2.2.2 Kapur Tohor... 36 2.2.3 Cadangan Kapur Tohor di Indonesia... 38 2.3 Aspal... 41 2.3.1 Proses Destilasi Minyak Bumi... 42 2.3.2 Jenis Aspal... 42 2.3.3 Komposisi Aspal... 47 2.3.4 Sifat-Sifat Aspal... 47 2.3.5 Pemeriksaan Aspal... 49 2.3.6 Pemeriksaan Kadar Aspal Campuran... 54 2.4 AC WC (Asphalt Concrete Wearing Course)... 55 2.5 Karakteristik Campuran... 59 2.6 Perencanaan Campuran... 66
2.7 Kadar Aspal Campuran... 68 2.8 Pengujian Marshall... 68 2.9 Parameter Pengujian... 69 2.9.1 Marshall Density... 70 2.9.2 Rongga Udara dalam Campuran (VIM)... 70 2.9.3 Rongga Udara antar Agregat (VMA)... 70 2.9.4 Rongga yang terisi Aspal (VFA)... 71 2.9.5 Marshall Stability... 72 2.9.6 Marshall Flow... 72 2.9.7 Marshall Quotient... 72 2.9.8 Absorbsi... 73 BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 74 3.1 Metodologi Penelitian... 74 3.2 Bahan dan Spesifikasi... 75 3.3 Prosedur Penelitian... 76 3.4 Metode Pengumpulan Data... 76 3.5 Pemeriksaan Agregat... 77 3.6 Pemeriksaan Terhadap Kapur Tohor (filler)... 78 3.7 Aspal... 79 3.8 Metode Penentuan dan Pembuatan Sampel... 80 3.9 Perencanaan Campuran dan Pembuatan Sampel... 81 3.9.1 Perencanaan campuran AC (Mix Design)... 81
3.9.2 Perencanaan campuran aspal dengan memvariasikan filler dengan menggunakan Kapur Tohor... 82 3.9.3 Peralatan untuk pembuatan sampel... 82 3.9.4 Prosedur Pembuatan dan Pengujian Sampel... 83 3.10 Metode Pengujian Sampel... 84 3.10.1 Penentuan Bulk Spesific Grafity Sampel... 85 3.10.2 Pengujian Stabilitas dan Flow... 85 BAB IV HASIL PENELITIAN... 89 4.1 Analisa Data... 89 4.1.1 Hasil Pengujian Aspal... 89 4.1.2 Hasil Pengujian Agregat... 89 4.2 Perhitungan Kadar Aspal Optimum Rencana... 90 4.3 Hasil Pengujian Campuran untuk mencari Kadar Aspal Optimum.. 92 4.4 Hasil Pengujian Campuran dengan Variasi Filler... 100 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 111 5.1 Kesimpulan... 111 5.2 Saran... 112 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Jenis gradasi agregat Gambar 2.2 Alat pengujian abrasi Gambar 2.3 Tipikal bentuk butir kubikal, lonjong dan pipih Gambar 2.4 Saringan Gambar 2.5 Skema operasi penambangan kapur tohor Gambar 2.6 Proses pengolahan kapur tohor Gambar 2.7 Peta persebaran tambang kapur tohor di Indonesia Gambar 2.8 Alat pengujian Penetrasi Gambar 2.9 Pengujian Titik Lembek Gambar 2.10 Pengujian Titik Nyala Gambar 2.11 Pemeriksaan Daktalitas Aspal Gambar 3.1 Bagan Pelaksanaan Penelitian.
DAFTAR SINGKATAN VMA VIM VFB VFA AC WC CA FA FF KAO LECA LASTON MQ Gb Gmb Gmm Gsa PC AMP AASHTO ASTM SNI = Void in Mineral Aggregate = Void in The Mix = Void Filled With Bitumen = Void Filled With Asphalt = Asphalt Concrete = Wearing Course = Course Agregate = Fine Agregate = Filler Friction = Kadar Aspal Optimum = Lightweight Expanded Clay Agregate = Lapis Aspal Beton = Marshall Quotient = Spesific Grafity of Asphalt = Bulk Specific Grafity of Sample = Spesific Greafity Maximum Theoritys = Apperent Spesific Grafity of Sample = Portland Cement = Asphalt Mixing Plant = American Association of State Highway and Transportation Official = American Society for Testing Materials = Standar Nasional Indonesia
SE RC MC SC RS MS SL = Sand Equivalent = Rapid Curing Cutback = Medim Curing Cutback = Slow Curing Cutback = Rapid setting = Medium setting = Slow setting
DAFTAR GRAFIK Grafik 2.1 Target gradasi campuran AC-WC Grafik 4.1 grafik bulk density Grafik 4.2 grafik VMA Grafik 4.3 grafik VIM Grafik 4.4 grafik VFA Grafik 4.5 grafik stabilitas Grafik 4.6 grafik flow Grafik 4.7 grafik Marshall Quotient Grafik 4.8 Kadar Aspal Optimum Grafik 4.9 Perbandingan nilai VMA terhadap kadar kapur tohor Grafik 4.9 Perbandingan nilai VIM terhadap kadar kapur tohor Grafik 4.10 Perbnadingan nilai VFA terhadap kadar kapur tohor Grafik 4.11 Perbandingan nilai stabilitas terhadap kadar kapur tohor Grafik 4.12 Perbandingan nilai flow terhadap kadar kapur tohor Grafik 4.13 Perbandingan nilai Marshall Quotient terhadap kadar kapur tohor
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Sifat-sifat gradasi agregat Tabel 2.2 Ketentuan Agregat Kasar Tabel 2.3 Ketentuan Agregat Halus Tabel 2.4 Ketentuan Filler Tabel 2.5 Gradasi bahan pengisi Tabel 2.6 Perkiraan cadangan batu kapur di Indonesia Tabel 2.7 Kadar mineral bantu kapur Tabel 2.8 Tingkatan aspal emulsi berdasarkan SNI Tabel 2.9 Persyaratan aspal keras penetrasi 60/70 Tabel 2.10 Spesifikasi gradasi AC-WC Tabel 2.11 Ketentuan sifat-sifat campuran laston (AC) Tabel 3.1 Spesifikasi Campuran Aspal Tabel 4.1 Hasil Pengujian Campuran untuk Mencari Kadar Aspal Optimum Tabel 4.2 Perbandingan nilai bulk density terhadap kadar aspal Tabel 4.3 Perbandingan nilai VMA terhadap kadar aspal Tabel 4.4 Perbandingan nilai VIM terhadap kadar aspal Tabel 4.5 Perbandingan nilai VFA terhadap kadar aspal Tabel 4.6 Perbandingan nilai stabilitas terhadap kadar aspal Tabel 4.7 Perbandingan nilai Flow terhadap kadar aspal Tabel 4.8 Perbandingan nilai marshall quotient terhadap kadar aspal Tabel 4.9 Hasil Pengujian Campuran dengan Variasi Filler Tabel 4.10 Perbandingan nilai VMA terhadap kadar kapur tohor Tabel 4.11 Perbandingan nilai VIM terhadap kadar kapur tohor Tabel 4.12 Perbandingan nilai VIM terhadap kadar kapur tohor Tabel 4.12 Perbandingan nilai stabilitas terhadap kadar kapur tohor Tabel 4.13 Perbandingan nilai Flow terhadap kadar kapur tohor Tabel 4.14 Perbandingan nilai Marshall Quotient terhadap kadar kapur tohor
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perkembangan jalan di Indonesia pada umumnya telah berkembang pesat seiring berkembangnya juga jumlah penduduk di Indonesia. Seiring dengan hal tersebut mengakibatkan peningkatan mobilitas penduduk. Perkembangan jalan itu sendiri juga memerlukan dukungan dan pengawasan untuk mencapai hasil yang maksimal. Salah satu jenis perkerasan yang paling sering digunakan di Indonesia adalah jenis perkerasan lentur. Perkerasan lentur ini terdiri dari beberapa lapis yang masing-masing berfungsi menerima beban lalu lintas dan menyebarkannya ke lapisan di bawahnya. Jenis perkerasan lentur menggunakan aspal sebagai bahan pengikat. Aspal merupakan bahan pengikat yang terdiri dari campuran bahan bitumen dan mineral yang terjadi di alam atau dapat diperoleh dari residu penyulingan minyak bumi atau dari hasil penyulingan batubara. Karena harganya yang relatif mahal jika dibandingkan dengan bahan campuran lainnya, maka penggunaan aspal harus seefisien mungkin dan setepat mungkin. Aspal beton sebagai bahan untuk konstruksi jalan sudah lama dikenal dan digunakan secara luas dalam pembuatan jalan. Hal ini disebabkan aspal beton mempunyai beberapa kelebihan dibanding dengan bahan-bahan lain, diantaranya harganya yang relatif lebih murah dibanding beton, kemampuannya dalam mendukung beban berat kendaraan yang tinggi dan dapat dibuat dari bahan-bahan lokal yang tersedia dan mempunyai ketahanan yang baik terhadap cuaca. Di samping kecukupan workability (sifat kemudahan untuk dikerjakan) ada empat sifat dasar aspal beton yang harus diperhatikan dalam merencanakan campuran aspal beton, yaitu: a. Stabilitas b. Durabilitas (keawetan)
c. Fleksibilitas d. Mempunyai tahanan terhadap selip (skid resistance) Apabila keempat sifat tidak dapat diwujudkan secara optimum, maka perencanaan campuran aspal beton tidak akan mendapatkan hasil yang maksimum. Karena campuran yang baik harus mempunyai kecukupan dalam keempat sifat di atas. Pada perkerasan jalan umumnya menggunakan abu batu sebagai filler. Karena abu batu mempunyai nilai ekonomis lebih tinggi dibanding dengan filler yang lain. Penggunaan Portland Cement (PC) sebagai filler pada perkerasan jalan akhir-akhir ini sering digunakan. Dari berbagai penelitian sebelumnya menunjukkan penggunaan PC sebagai filler pada perkerasan jalan terbukti dapat meningkatkan mutu dari perkerasan jalan. Sehingga PC dijadikan salah satu filler standar oleh Bina Marga. Sehingga dalam penelitian ini kami mencoba menggunakan kapur tohor sebagai filler dalam campuran beton aspal untuk melihat bagaimana potensi penggunaan kapur tohor dalam campuran beton aspal ditinjau dari parameter Marshall. 1.2 Pemasalahan Adapun permasalahan yang dibahas dalam Tugas Akhir ini adalah penggunaan bahan tambah filler dalam pembuatan marshall. Filler abu batu yang tersedia memiliki harga yang relatif mahal dan kuantitas yang lebih kecil dibandingkan dengan material lainnya. Laporan ini berisi pengujian terhadap material lain pengganti abu batu sebagai filler dalam campuran beton aspal. Material yang kami gunakan dalam pengujian ini adalah kapur tohor. Permasalahan dalam pengujian ini adalah untuk menentukan kadar aspal optimum dan bagaimana pengaruh kapur tohor sebagai filler terhadap Marshall Propertis.
1.3 Maksud dan Tujuan Penelitian Maksud dari penelitian ini adalah untuk mengetahui penerapan uji Marshall pada salah satu campuran beraspal panas dengan spesifikasi baru yang dikeluarkan oleh Departemen Pekerjaan Umum. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penggunaan kapur tohor sebagai filler terhadap campuran Asphalt Concrete Wearing Course (AC WC) terutama nilai stabilitasnya. 1.4 Pembatasan Masalah Supaya tidak terjadi perluasan dalam pembahasan, maka diberikan batasan batasan secara teknis sebagai berikut : a. Perkerasan lentur yang digunakan adalah Asphalt Concrete Wearing Course (AC - WC) bergradasi halus (deformasi rendah) untuk lalu lintas yang bergerak sangat lambat atau lalu lintas mengalur (chanalized) yang berat (>1.000.000 ESA). b. Agregat kasar, diperoleh dari hasil pemecahan batu (stone crusher) dari Asphalt Mixing Plant (AMP) PT. Karya Murni Perkasa, Patumbak Sumatera Utara. c. Agregat halus, diperoleh dari hasil pemecahan batu (stone crusher) dari Asphalt Mixing Plant (AMP) PT. Karya Murni Perkasa, Patumbak Sumatera Utara. d. Bahan pengisi campuran (filler) yang digunakan adalah abu batu sebesar 5% dari setiap sampel yang diuji, diperoleh dari hasil pemecahan batu (stone crusher) Asphalt Mixing Plant (AMP) PT. Karya Murni Perkasa, Patumbak Sumatera Utara. e. Bahan pengisi campuran (filler) lain yang digunakan adalah Kapur Tohor diperoleh dari UD. Dharma Jaya Medan. f. Aspal yang digunakan adalah aspal SHELL dengan penetrasi 60/70 dengan suhu pencampuran aspal terendah adalah 145 ºC. g. Pengujian menggunakan metode Marshall. h. Uji Marshall standar dengan 2x75 kali tumbukan.
i. Variasi untuk menentukan kadar aspal optimum yaitu antara 5%, 5,5%, 6%, 6,5% dan 7% terhadap total berat agregat pada masing-masing sampel. j. Pembuatan sampel uji coba masing-masing variasi kadar aspal optimum yaitu 3 buah. k. Sesuai dengan permasalahan diatas, maka pembatasan masalah yang diambil oleh penyusun adalah hanya mengenai stabilitas Marshall dari campuran beraspal dengan variasi 100 % kapur tohor + 0 % abu batu, 75 % kapur tohor + 25 % abu batu, 50 % kapur tohor + 50 % abu batu, 25 % kapur tohor + 75 % abu batu dan 0 % kapur tohor + 100 % abu batu. l. Pembuatan sampel uji coba masing-masing variasi kadar filler yaitu 2 buah dengan variasi 100 % kapur tohor + 0 % abu batu, 75 % kapur tohor + 25 % abu batu, 50 % kapur tohor + 50 % abu batu, 25 % kapur tohor + 75 % abu batu dan 0 % kapur tohor + 100 % abu batu. 1.5 Manfaat Penelitian Dengan adanya kajian ini, diharapkan bisa memberikan pemahaman dan menambah wawasan mengenai pengaruh penggunaan kapur tohor sebagai bahan alternatif filler dalam campuran aspal panas, khususnya AC WC sebagai lapis aus kedua permukaan perkerasan lentur ditinjau terhadap sifat Marshall (stability, flow, void in mineral aggregate (VMA), void in the mix (VIM), void filled with asphalt (VFA) dan Marshall Quotient dan sifat durabilitas campuran.