ABSTRAK PENGARUH PEMADATAN DENGAN GYRATORY TESTING MACHINE (GTM) TERHADAP KINERJA LABORATORIUM DARI CAMPURAN ASBUTON BERGRADASI SUPERPAVE Oleh : Hendro Satrio M.K. NIM : 25002066 Tesis ini menguraikan suatu penelitian laboratorium untuk mengevaluasi pengaruh pemadatan dengan menggunakan alat pemadat Gyratory Testing Machine (GTM) terhadap kinerja laboratorium dari campuran bergradasi Superpave dengan variasi bahan memakai Asbuton pada ukuran tertentu sebagai agregat halus. Gradasi agregat yang digunakan adalah gradasi Superpave Nominal Size 19,0 mm dari Asphalt Institute, (1996), yang berfungsi sebagai Lapis Pengikat (AC-Binder Coarse), dengan gradasi pilihan berada di atas Kurva Fuller yang kemudian memotong Kurva Fuller di antara saringan No. 4 dan No. 8 menuju bawah Daerah Terlarang. Spesifikasi campuran yang digunakan adalah Spesifikasi Baru Campuran Beraspal Panas (Dep. Kimpraswil, 2001) Metode Marshall digunakan dalam perencanaan campuran aspal, untuk mendapatkan nilai Kadar Aspal Optimum (KAO) dari masing-masing jenis campuran, benda uji dipadatkan dengan alat pemadat Marshall sebanyak 2x75 tumbukan. Pengujian Marshall Immersion untuk mengetahui ketahanan terhadap pengaruh air, dan pengujian dengan alat UMATTA untuk mengetahui nilai Modulus Resilien dilakukan pada nilai Kadar Aspal Optimum (KAO). Masingmasing jenis campuran dipadatkan dengan alat pemadat Marshall dan Gyratory Testing Machine (GTM). Kadar Aspal Optimum (KAO) untuk campuran aspal bahan batu pecah (standar) didapat sebesar 6,7% dan untuk Asbuton sebagai agregat halus pada ukuran tertentu sebesar 7,0%. Hasil Marshall Immersion menunjukkan bahwa campuran aspal dengan bahan memakai Asbuton pada ukuran tertentu sebagai agregat halus menghasilkan nilai Indeks Stabilitas Sisa (IRS) sebesar 96,35% lebih baik daripada campuran aspal dengan bahan batu pecah standar yaitu sebesar 90,56%. Untuk banyak pengujian, campuran aspal dengan alat pemadat Marshall menghasilkan kinerja laboratorium yang lebih baik daripada pemadatan dengan alat GTM. Pada pengujian UMATTA pada temperatur 25 o C, nilai Modulus Resilien terbesar tetap dihasilkan oleh alat pemadat Marshall konvensional dengan bahan campuran berupa Asbuton sebagai agregat halus ukuran tertentu, yaitu sebesar 2238 MPa, sedangkan campuran dengan bahan batu pecah hanya 1956 MPa. Kata kunci : Superpave; GTM; Asbuton i
ABSTRACT THE INFLUENCE OF COMPACTION USING GYRATORY TESTING MACHINE (GTM) TO THE LABORATORY PERFORMANCES OF ASBUTON MIXTURE WITH SUPERPAVE S GRADATION By Hendro Satrio M.K. NIM : 25002066 This thesis describes laboratory testing to evaluate the influence of compaction using Gyratory Testing Machine (GTM) compared to the laboratory performance of Superpave s gradation mixture with certain size of Asbuton as fine aggregates. Aggregate gradation used in this research is Superpave s gradation of Asphalt Institute, (1996) with nominal size 19.0 mm. It works as AC Binder Coarse, with chosen gradation located above the Fuller Curve, and crosses the curve between sieve size no.4 and no.8 continues to the under area of Restricted Zone. The specification used is based on the new specification for hot-mix asphalt mixture (Dep. Kimpraswil, 2001). The Marshall method is used in this asphalt mixture design, to obtain Optimum Binder Content (OBC) of each specimen, and it s compacted by Marshall compaction machine with 2x75 blows. The water resistance of asphalt mixture is tested by Marshall Immersion test and the modulus resilien was measured by UMATTA. All samples were determined at Optimum Binder Content (OBC). Each specimen is compacted either equipment by Marshall and Gyratory Testing Machine (GTM). The Optimum Binder Content (OBC) of asphalt mixture using crushed stone is 6.7% and asphalt mixture using Asbuton is 7.0%. The result of Marshall Immersion test indicate that asphalt mixture using Asbuton as fine aggregate has Index of Retained Stability (IRS) value at 96.35%. This result is higher than asphalt mixture using crushed stone, i.e. 90.56%. For many test of Marshall method, asphalt mixture compacted by Marshall machine produces laboratory s performance which is better than that compacted by GTM. Modulus Resilien tested by UMATTA at temperature 25 o C, shows the greater value than the specimen compacted by Marshall convensional machine, i.e. 2238 MPa for mixture using Asbuton and 1956 Mpa for mixture using crused stone aggregates. Key words : Superpave; GTM; Asbuton ii
Bab V. Kesimpulan dan Saran V.1. Kesimpulan Kesimpulan yang dapat diperoleh dari seluruh proses penelitian adalah sebagai berikut : 1. Berdasarkan hasil pengujian dengan Metode Marshall didapatkan hasil sebagai berikut : a. Kadar aspal optimum (KAO) untuk campuran aspal dengan bahan berupa batu pecah (standar) sebesar 6,7% dan KAO untuk campuran berbahan Asbuton sebagai agregat halus ukuran tertentu sebesar 7,0%. b. Nilai VIM untuk campuran aspal berbahan batu pecah (3,937%) lebih baik daripada campuran aspal berbahan asbuton sebagai agregat halus yaitu sebesar 3,968 %, demikian juga untuk nilai VFB. c. Nilai Kepadatan untuk campuran aspal berbahan batu pecah (2,328) lebih besar daripada campuran aspal dengan bahan Asbuton sebagai agregat halus (2,319). d. Nilai Stabilitas untuk campuran aspal berbahan Asbuton sebagai agregat halus ukuran tertentu (1011 kg) lebih besar daripada campuran aspal berbahan batu pecah (938 kg), hal ini karena kadar asphaltene Asbuton lebih tinggi (29,5%) daripada kadar asphaltene aspal minyak (< 25%), (SHELL BITUMEN, 1990), sehingga nilai penetrasinya lebih rendah dan lebih keras, juga karena mineral Asbuton memiliki kandungan SiO 2, Al 2 O 3 dan FeO 3 yang cukup tinggi sehingga memiliki butir-butir mineral yang lebih keras (KUSNIANTI,N., 2003), sehingga akhirnya nilai stabilitasnya lebih tinggi daripada campuran dengan bahan batu pecah. e. Nilai Marshall Quotient untuk campuran aspal berbahan Asbuton sebagai agregat halus ukuran tertentu (265 kg/mm) lebih besar daripada campuran aspal berbahan batu pecah (260 kg/mm). f. Secara umum terlihat bahwa alat pemadat Marshall memberikan kinerja laboratorium yang lebih baik untuk campuran aspal berbahan 75
batu pecah dibandingkan dengan campuran berbahan Asbuton sebagai agregat halus ukuran tertentu. 2. Campuran aspal yang menggunakan bahan Asbuton pada sebagian agregat halus memiliki ketahanan lebih baik terhadap pengaruh air, hal ini ditunjukkan oleh pengujian Marshall Immersion dengan nilai stabilitas sisa (IRS)-nya sebesar 96,35%, dibandingkan campuran aspal dengan bahan batu pecah (standar) yang memiliki nilai IRS sebesar 90,56%. Nilai Marshall Immersion untuk campuran berbahan Asbuton pada sebagian agregat halus lebih tinggi daripada campuran berbahan batu pecah (standar) karena unsur yang paling dominan dari mineral Asbuton adalah kapur (CaCO3), material ini memiliki pori yang banyak dan memiliki lekatan yang lebih baik terhadap aspal dibandingkan terhadap air sehingga asbuton lebih tahan terhadap pengaruh air karena memiliki sifat tidak suka air (hydropobic), (KUSNIANTI, N, 2003). Kedua campuran aspal ini memiliki nilai IRS sesuai dengan persyaratan minimum spesifikasi Dep. Kimpraswil 2001 sebesar 85 %. 3. Dari hasil pemadatan campuran aspal dengan Gyratory Testing Machine (GTM) didapatkan hasil sebagai berikut : a. Campuran dengan dengan bahan batu pecah memiliki kemampuan menahan beban lalu lintas atau stabilitas (1303,04 kg) lebih tinggi daripada campuran dengan bahan Asbuton sebagai agregat halus ukuran tertentu (1145,79 kg), namun campuran aspal dengan bahan Asbuton sebagai agregat halus ukuran tertentu memiliki nilai kepadatan (2,323) lebih tinggi daripada campuran aspal dengan bahan batu pecah (2,313), hal ini karena nilai VIM untuk campuran aspal berbahan Asbuton sebagai agregat halus (3,8%) lebih baik daripada campuran dengan bahan batu pecah (4,5%). Secara umum campuran aspal dengan bahan Asbuton sebagai agregat halus ukuran tertentu akan menghasilkan kinerja yang lebih baik daripada campuran aspal dengan bahan batu pecah bila dipadatkan dengan alat pemadat GTM 76
b. Untuk campuran aspal berbahan batu pecah dengan alat pemadat Marshall vs GTM dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : - Campuran aspal berbahan batu pecah dengan alat pemadat GTM memiliki kemampuan menahan beban atau nilai stabilitas (1300 kg) lebih baik daripada campuran aspal berbahan batu pecah dengan pemadat Marshall (1080 kg). - Campuran aspal berbahan batu pecah dengan alat pemadat Marshall memiliki nilai kepadatan (2,327) lebih baik daripada campuran aspal berbahan batu pecah dengan pemadat GTM (2,313). - Campuran aspal berbahan batu pecah dengan alat pemadat Marshall memiliki ketahanan terhadap deformasi plastis atau VIM (4,0%) lebih baik daripada campuran aspal berbahan batu pecah dengan pemadat GTM (4,5%). - Secara umum campuran aspal dengan bahan batu pecah akan memberikan kinerja yang lebih baik daripada campuran dengan bahan Asbuton sebagai agregat halus ukuran tertentu, bila pemadatannya menggunakan pemadat Marshall. c. Untuk campuran aspal berbahan Asbuton sebagai agregat halus ukuran tertentu dengan alat pemadat Marshall vs GTM dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : - Campuran aspal berbahan Asbuton sebagai agregat halus ukuran tertentu dengan alat pemadat GTM memiliki kemampuan menahan beban atau nilai stabilitas (1150kg), lebih tinggi daripada campuran dengan pemadat Marshall yaitu sebesar 1060 kg. - Campuran aspal berbahan Asbuton sebagai agregat halus ukuran tertentu dengan alat pemadat Marshall memiliki ketahanan terhadap deformasi plastis atau VIM (3,05%) lebih baik daripada campuran dengan alat pemadat GTM yaitu sebesar 3,80%. - Campuran aspal berbahan Asbuton sebagai agregat halus ukuran tertentu dengan alat pemadat Marshall memiliki nilai kepadatan (2,339) lebih baik daripada dengan alat pemadat GTM (2,323). 77
d. Dari hasil pengujian dengan alat pemadat GTM untuk campuran aspal berbahan Asbuton sebagai agregat halus ukuran tertentu terhadap karakteritik nilai kepadatannya, terlihat bahwa campuran dengan pemadat GTM memiliki nilai kepadatan lebih rendah daripada campuran dengan alat pemadat Marshall, namun untuk nilai stabilitas campuran dengan alat pemadat GTM memiliki nilai lebih tinggi, hal ini disebabkan karena dengan GTM maka pemadatannya lebih merata sehingga susunan butirnya lebih baik (stabil) dan saling mengunci, dan juga karena akibat tidak terlalu besarnya nilai kepadatan dengan GTM sehingga tersedia rongga yang cukup dalam campuran (VIM), hal inilah yang membuat nilai stabilitas campuran dengan pemadat GTM menjadi lebih tinggi dan lebih tahan terhadap terjadinya deformasi plastis. 4. Dari hasil pengujian dengan alat UMATTA pada temperatur 25 o C, nilai Modulus Resilien campuran aspal berbahan Asbuton pada sebagian agregat halus dengan alat pemadat Marshall (2238 Mpa) memiliki nilai lebih besar daripada campuran dengan alat pemadat GTM (1891 Mpa), demikian pula untuk campuran aspal berbahan batu pecah (standar). Hal ini karena nilai VIM untuk campuran aspal berbahan Asbuton pada sebagian agregat halus dengan pemadat Marshall lebih baik daripada campuran dengan alat pemadat GTM sehingga akan menghasilkan kerapatan yang lebih besar, dan juga menghasilkan nilai Modulus Resilien yang lebih besar. Hal ini menunjukkan bahwa campuran aspal dengan alat pemadat Marshall lebih kuat menahan beban lalu lintas dibandingkan dengan alat pemadat GTM. 5. Secara umum campuran aspal yang dipadatkan menggunakan alat pemadat Marshall memberikan nilai karakteristik Marshall yang lebih baik dibandingkan dengan campuran yang memakai alat pemadat GTM, hal ini didukung pula oleh nilai Modulus Resilien yang dihasilkan oleh alat 78
UMATTA dimana campuran dengan alat pemadat Marshall memberikan hasil yang lebih baik pula. V.2. Saran 1. Dalam penelitian selanjutnya, disarankan penggunaan alat pemadat Gyratory Testing Machine (GTM) untuk pengujian campuran aspal dengan Metode Kepadatan Mutlak, melengkapi penggunaan alat Pemadat Getar Listik PRD (Persentage Refusal Density) yang telah umum dilakukan dalam Metode Kepadatan Mutlak, setelah sebelumnya dilakukan pengujian terlebih dahulu untuk mengetahui karakteristik fatique dengan alat uji Dartec dan deformasi permanen dengan menggunakan alat Wheel Tracking. 2. Perlu dibandingkan hasil pemadatan alat yang paling cocok dengan kepadatan lapangan dari ketiga jenis alat pemadat laboratorium ; Marshall, GTM ataukah PRD, dengan cara membawa sample cor drill aspal dari lapangan untuk diuji di laboratorium dan kemudian dibandingkan terhadap ketiga jenis alat pemadat laboratorium tersebut. 79
DAFTAR PUSTAKA 1. AASHTO (1982), AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIALS, 1982, Standard Specification for Transportation Materials and Method of Sampling and Testing, Washington DC, 1982 2. ADWANG, J., (2004), Kajian Laboratorium Campuran Asbuton dengan Gradasi Superpave Terhadap Flexure Fatique Test, Tesis S-2, Magister Teknik Sipil, Bidang Rekayasa Transportasi, Institut Teknologi Bandung 3. ALKAS, M.J., (2001), Kinerja Campuran Hot Rolled Asphalt Dengan Variasi Filler Yang Dipadatkan dengan Gyratory Testing Machine, Tesis S-2, Magister Rekayasa Transportasi Jurusan Teknik Sipil, Program Pasca Sarjana, Institut Teknologi Bandung. 4. ASPHALT INSTITUTE, (1996), Superpave Mix Design, Superpave Series No.2 (SP-2) 5. ASTM, (1980), AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS, 1980, Annual Book of ASTM Standard Part 15, Road and Paving, Bituminous Materials, Travelled Surface Characteristics 6. BINA MARGA, (1983), Petunjuk Pelaksanaan Laston, No. 13/PT/B/1983, Direktorat Jenderal Bina Marga, Departemen Pekerjaan Umum 7. BRITISH STANDARD, (1982), 3690 : Part 1, London, UK 8. DEPARTEMEN KIMPRASWIL, (2001), Spesifikasi Baru Beton Aspal Campuran Panas, Puslitbang Prasarana Transportasi, Dept. Kimpraswil, Bandung. 9. DEPARTEMEN KIMPRASWIL, (2002), Spesifikasi dan Tata Cara, Puslitbang Prasarana Transportasi, Dept. Kimpraswil, Bandung. 10. DIREKTORAT JENDERAL PERTAMBANGAN UMUM, (1992), Laporan Teknik Penambangan No. 39, Pemantauan Teknologi Penambangan Aspal Buton di PT. Sarana Karya, Sulawesi Tenggara, Pusat Pengembangan Teknologi Mineral, Proyek Penelitian Teknologi Penambangan 11. FAIZAL, (1999), Kinerja Aspal Beton Menggunakan Gradasi Agregat Superpave (Superior Performing Asphalt Pavement), Program 80
Magister Sistem dan Teknik Jalan Raya, Program Pasca Sarjana, Institut Teknologi Bandung. 12. KENNEDY T.W., R.J. COMINSKY, E.T. HARIGAN, (1991), Development of Performance Based Specification and AAMAS. Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists, Vol. 60 13. KUSNIANTI, N., (2003), Kajian Laboratorium Pemamfaatan Aspal Alam Buton dari Lawele dalam Campuran Beton Aspal, Tesis S-2, Magister Sistem dan Teknik Jalan Raya, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Bandung 14. LABORATORIUM REKAYASA JALAN, (2001), Modul Praktikum Mix Design (Perencanaan Campuran Beraspal) Departemen Teknik Sipil, Institut Teknologi Bandung 15. PAHLEVI, S. R., (2003), Evaluasi Kinerja Campuran Beton Aspal Bergradasi Superpave Dengan Aspal Buton (Asbuton) Sebagai Filler, Tesis S-2, Magister Sistem dan Teknik Jalan Raya, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Bandung 16. PASARIBU, H.S.P, (1997), Pengukuran dan Analisis Modulus Kekakuan Aspal Beton Menggunakan UMATTA, Tesis S-2, Program Magister Sistem dan Teknik Jalan Raya, Program Pasca Sarjana, Institut Teknologi Bandung. 17. PUSLITBANG JALAN, BANDUNG (1999), Metode Perencanaan Campuran Beraspal Berdasarkan Spesifikasi yang Disempurnakan, Departemen Pekerjaan Umum 18. SHELL BITUMEN (1990), The Shell Bitumen Handbook, Shell Bitumen U.K, East Molesey Surrey 19. SUBAGIO, B.S., dkk, (2002), Evaluasi Kinerja Struktural Perkerasan Campuran Aspal Buton (Asbuton), Laboratorium Rekayasa Jalan, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Bandung. 81