PEMANFAATAN ABU AMPAS TEBU (BAGASSE ASH OF SUGAR CANE) SEBAGAI BAHAN PENGISI (FILLER) DENGAN VARIASI TUMBUKAN PADA CAMPURAN ASPAL PANAS ATB (ASPHALT TREATD BASE) Alik Ansyori Alamsyah Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang Kontak Person : Alik Ansyori Alamsyah e-mail : Alik.syah@yahoo.com Abstrak Penelitian ini dilakukan untuk menganalisis pengaruh pemanfaatan Abu Ampas tebu sebagai bahan pengisi (filler) dengan variasi tumbukan terhadap nilai karakteristik campuran aspal beton. Filler yang digunakan adalah Abu Ampas Tebu dari PT. Rajawali 1 Unit PG. Krebet Baru, Kecamatan Bululawang, Kabupaten Malang. Karakteristik campuran meliputi nilai Stabilitas, Marshall Quotient, Film Thickness dan Air Void. Pengujian karakteristik agregat, filler dan aspal dilakukan sebelum membuat benda uji Marshall guna mengetahui apakah material tersebut telah memenuhi syarat atau tidak sebagai material campuran beraspal. Percobaan pertama dilakukan untuk menganalisis karakteristik campuran, sekaligus penentuan kadar aspal optimum. Percobaan kedua dilakukan dengan memanfaatkan penambahan 9 % abu ampas tebu sebagai bahan pengisi (filler) dengan variasi pemadatan 50, 75, 100, 125, 150 tumbukan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai uji karakteristik Abu Ampas Tebu dengan variasi tumbukan memenuhi syarat jika digunakan sebagai bahan campuran aspal beton setelah diuji menggunakan alat Marshall. Secara umum dengan penambahan abu ampas tebu 9 % dan beberapa variasi tumbukan didapatkan jumlah tumbukan yang paling optimal 75 tumbukan dengan nilai stabilitas tertinggi pada penambahan abu ampas tebu 9 % dengan nilai Stabilitas (1217,80 kg), Marshall Quotient (4,71 kn/mm), Film Thickness (8,52 mm) dan Volume Air Void (4,41 %). Kata Kunci: Abu Ampas Tebu, Variasi Tumbukan, Karakteristik Marshall 1. Pendahuluan Perkembangan konstruksi jalan di Indonesia dari waktu ke waktu semakin meningkat, mengingat jalan sebagai infrastruktur dasar dan utama dalam menggerakkan perekonomian nasional dan daerah. Untuk itu diperlukan perencanaan struktur perkerasan yang kuat dan mempunyai daya tahan tinggi terhadap deformasi plastis yang terjadi. Pada saat ini Indonesia sudah menggunakan lapis perkerasan campuran aspal panas. Pemanasan agregat dimaksudkan untuk menghilangkan kadar airnya dan untuk tujuan ikatan yang baik dengan aspal pada saat penyelimutan agregat pada saat pencampuran. ATB merupakan campuran yang digunakan untuk jalan dengan beban lalu lintas tinggi, kemiringan yang curam, persimpangan dan daerah yang dilalui oleh beban roda kendaraan berat. ATB dapat mengurangi keretakan karena daya tahan dan kelenturan yang tinggi, tetapi mempunyai kelemahan lainnya, seperti kelelehan berupa retak dan alur. Sudah banyak yang memikirkan dan mencoba berbagai alternatif untuk peningkatan kualitas aspal beton. Salah satu alternatif yang memungkinkan untuk digunakan sebagai bahan campuran aspal terutama bahan pengisi (filler) yaitu penggunaan buangan dari limbah pabrik PT. Rajawali 1 Unit PG. Krebet Baru, Kecamatan Bululawang Kabupaten Malang berupa abu ampas tebu. Produksi tebu dipabrik ini + 18 ribu ton/tahun, sedangkan abu ampas tebu di pabrik ini + 70 ton/tahun. Abu ampas tebu memiliki kandungan unsur silika yang cukup (H. Muchtar Syarkawi, 2012) sehingga diharapkan dapat meningkatkan mutu campuran aspal. SENTRA 2017 II - 1
Jadi berdasarkan uraian diatas secara umum penelitian ini bertujuan untuk : 1. Mengetahui tingkat efisiensi tumbukan yang dilakukan terhadap campuran aspal panas dengan bahan pengisi abu ampas tebu. 2. Mengetahui nilai karakteristik dari uji Marshall campuran aspal panas pada tumbukan yang optimal. Penelitian Terdahulu H. Muchtar Syarkawi (2012), Menganalisa pengaruh pemanfaatan Abu ampas tebu dengan variasi filler terhadap karakteristik campuran aspal beton. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai uji karakteristik abu ampas tebu memenuhi syarat jika digunakan sebagai bahan campuran aspal beton. Secara umum nilai stabilitas tertinggi pada penambahan abu ampas tebu 9% dengan nilai stabilitas (1640,72 kg). Pada campuran dengan abu ampas tebu diperoleh kadar aspal optimum (5,00%), nilai flow tertinggi 9% (3,76 mm), VIM 18% (4,07%), VMA 18% (9,71%), dan uji Marshall Immersion (81,90%). Aspal Beton Karakteristik dari aspal beton : 1. Stabilitas (Stability) 2. Keawetan/daya dukung (durability) 3. Kelenturan (flexibility) 4. Tahanan geser/kekesatan (skid resistance) 5. Ketahanan kelelehan (faticue resistance) 6. Kemudahan pekerjaan (workability) 7. Kedap air (impermeabilitas) II- 2 SENTRA 2017 SIFAT CAMPURAN Tabel 1 Persyaratan sifat campuran Kadar bitumen efektif Kadar absorbsi bitumen Total kadar bitumen (% total berat campuran) Kadar rongga udara campuran padat (% total volume campuran) Marshall Quotient (AASHTO T 245-78) (kn/mm) Stabilitas Marshall (AASHTO T 245-78) (kg) Stabilitas Marshall sisa setelah perendaman 24 jam pada 60 o C (% stabilitas semula) Sumber : Sukirman (2003) Min Max Min AC (ATB) 6,2 1,7 6,7 Min Max 4 6 Min 1,8 Max 5,0 Min 550 Max 1250 Min 75 ATB / AC ATB adalah jenis campuran yang umum digunakan untuk jalan-jalan dengan beban lalu lintas sedang. Biasanya dicampur dan dihamparkan pada temperatur tinggi dan membutuhkan bahan pengikat aspal semen. Abu Ampas Tebu Abu ampas tebu adalah hasil pembakaran dari ampas tebu dan merupakan hasil limbah buangan yang berlimpah dari proses pembuatan gula (+ 30% dari kapasitas giling). Beberapa keuntungan yang jelas terlihat dari abu ampas tebu sebagai bahan filler diantaranya keberlimpahan bahan. Abu ampas tebu diyakini memiliki sifat yang baik sebagai filler pemadat karena memiliki sifat sementasi disamping ukuran butirannya yang relatif kecil sehingga mempermudah menyusup kedalam pori-pori agregat dan memiliki kandungan silika (SiO2) yaitu suatu senyawa yang bila dicampur dengan semen dan air dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan kuat tekan dan kuat tarik pada aspal.
Tabel 2 Komposisi kimia abu ampas tebu Kandungan Prosentase Kadar Karbon 10,91 Kadar Silika (SiO2) 72,33 Kadar Magnesium 0,58 Kadar Calsium 0,63 Kadar Alumunium (AI2O3) 3,24 Kadar Besi 0,85 Sumber : H. Muchtar Syarkawi, 2012 2. Metode Penelitian Tempat Penelitian Pelaksanaan pemeriksaan bahan, pengujian Marshall dilakukan di Laboratorium Jalan Raya Fakultas Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang. Tahapan Studi Pembuatan benda uji campuran ATB Standard Gambar 1 Diagram Alur Penelitian Rancangan Penelitian Benda Uji tahap I merupakan campuran standart sebelum dibuat variasi. Benda uji tahap I dibuat sebanyak 5 kelompok dan setiap kelompok dibuat 3 benda uji sehingga jumlah total benda uji di tahap ini sebanyak 15 benda uji. Setelah didapatkan kadar aspal optimum dari hasil uji marshall, nilai kadar aspal optimum digunakan untuk pembuatan benda uji tahap II dengan abu ampas tebu 9% sebagai filler. Jumlah benda uji dibuat sama dan yang membedakannya adalah perlakuan variasi tumbukan 50, 75, 100, 125, 150 tumbukan. SENTRA 2017 II - 3
3. Hasil Penelitian dan Pembahasan Hasil Pemeriksaan Mutu Bahan Pemeriksaan bahan dilakukan untuk mengetahui kualitas bahan yang sesuai dengan spesifikasi untuk campuran. Pengujian agregat, aspal dan campuran aspal menggunakan peralatan yang tersedia di Laboratorium Jalan Raya Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang. Pemeriksaan Agregat Dengan Mesin Los Angeles Hasil pemeriksaan dengan mesin Los Angeles menghasilkan keausan agregat sebesar 26,22% (keausan agregat maximum 40%). Pemeriksaan Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Kasar Dari hasil pemeriksaan berat jenis dan penyerapan agregat kasar menghasilkan: Berat jenis (atas dasar kering oven) = 2,59 (max 40%) Berat jenis (atas dasar kering permukaan) = 2,65 (min 2,5gr/cm 3 ) Berat jenis semu rata-rata = 2,77 (min 2,5gr/cm 3 ) Penyerapan air rata-rata (mak 3 %) = 2,55 (max 3%) Analisa saringan : Gradasi lolos no.8 = 1,40 (0-10%) Gradasi lolos no.200 = 0,52 (0-1%) Pemeriksaan Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Halus (Pasir Alam) Dari hasil pemeriksaan berat jenis dan penyerapan agregat halus menghasilkan: Nilai Sand Equivalent = 96,22 (min 50%) Berat jenis (atas dasar kering oven) = 2,54 (min 2,5gr/cm 3 ) Berat jenis (atas dasar kering permukaan) = 2,56 (min 2,5gr/cm 3 ) Berat jenis semu rata-rata = 2,60 (min 2,5gr/cm 3 ) Penyerapan air rata-rata (mak 3 %) = 0,91 (max 3%) Analisa saringan : Gradasi lolos no.8 = 96,92 (75-100%) Gradasi lolos no.200 = 4,92 (0-5%) (Abu Batu) Dari hasil pemeriksaan berat jenis dan penyerapan agregat halus menghasilkan: Nilai Sand Equivalent = 88,15 (min 50%) Berat jenis (atas dasar kering oven) = 2,47 (min 2,5gr/cm 3 ) Berat jenis (atas dasar kering permukaan) = 2,53 (min 2,5gr/cm 3 ) Berat jenis semu rata-rata = 2,61 (min 2,5gr/cm 3 ) Penyerapan air rata-rata (mak 3 %) = 2,04 (max 3%) Analisa saringan : Gradasi lolos no.8 = 95,58 (75-100%) Gradasi lolos no.200 = 4,35 (0-5%) Pemeriksaan Analisa Saringan Agregat Kasar Dan Agregat Halus Dari hasil pemeriksaan saringan pada agregat kasar dan halus ini, berat tertahan agregat kasar masuk dalam campuran normal, agregat halus (pasir alam dan abu batu) masuk dalam spesifikasi. Pemeriksaan Penetrasi Aspal Tabel 3 Hasil Pemeriksaan Penetrasi Aspal No. Jenis Pemeriksaan Hasil Pemeriksaan 1. Penetrasi 87,33 mm 2. Titik Lembek 49,06 0 C 3. a. Titik Nyala 290⁰C b. Titik Bakar 294⁰C 4. Daktilitas 140 cm Sumber: Hasil Penelitian II- 4 SENTRA 2017
Perencanaan Komposisi Campuran Pemilihan Dan Penentuan Sifat-Sifat Agregat Jenis Campuran: MATERIAL Tabel 4 Menentukan Proporsi Campuran Nominal Disesuaikan Camp. CAMPURAN NOMINAL DISESUAIKAN (%) Nominal Perhitungan Agregat Kasar 44,01 44,01 44,01 44,01 44,01 44,01 Abu Batu 22,18 22,68 22,43 22,18 22,93 21,68 Pasir Alam 22,18 22,68 22,43 22,18 22,93 21,68 Bahan Pengisi 4,72 4,72 4,72 4,72 4,72 4,72 Aspal ( A ) 6,90 5,90 6,40 6,90 7,40 7,90 TOTAL 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 Sumber: Hasil Penelitian dan perhitungan Tabel 5 Hasil Uji Marshall Untuk Mencari Kadar Aspal Optimum No. Marshall Rongga Kadar Aspal Stabilitas Flow Tebal Lapisan Quotient Udara (%) (kg) (mm) Aspal Film (mm) (kn/mm) (%) 1A 5,9 848,16 1,85 4,50 7,53 7,12 1B 5,9 810,45 2,09 3,80 7,53 6,81 1C 5,9 783,44 2,08 3,70 7,53 7,05 Rata-rata 814,02 2,00 4,00 7,53 6,99 2A 6,4 848,16 2,78 3,10 8,17 6,30 2B 6,4 810,45 2,90 2,90 8,17 6,63 2C 6,4 783,44 2,21 3,40 8,17 5,97 Rata-rata 814,02 2,61 3,13 8,17 6,30 3A 6,9 879,51 1,42 4,10 8,82 6,11 3B 6,9 857,00 1,36 4,20 8,82 3,60 3C 6,9 767,65 1,46 4,80 8,82 5,98 Rata-rata 834,72 1,42 4,37 8,82 5,23 4A 7,4 595,26 1,03 5,40 9,48 4,69 4B 7,4 583,84 0,88 5,90 9,48 5,16 4C 7,4 714,93 1,33 4,70 9,48 4,90 Rata-rata 631,34 1,06 5,33 9,48 4,92 5A 7,9 568,20 1,59 4,10 10,15 3,84 5B 7,9 530,86 1,69 4,20 10,15 3,58 5C 7,9 635,85 0,94 6,60 10,15 4,59 Rata-rata 578,31 1,33 4,97 10,15 4,00 Sumber: Hasil Penelitian dan perhitungan Hasil Kadar Aspal Optimum Campuran Standar Dari hasil grafik diatas didapat kadar aspal optimal 6,63%. Menghasilkan aspal sebagai berikut : Nilai Marshall Stability = 701,72 kg Nilai Marshall Quotient = 1,86 kn/mm Nilai Bitumen Film Thickness = 8,67 mm Nilai Marshall Volume Air Voids = 5,8% kualitas campuran SENTRA 2017 II - 5
Gambar 1 Grafik penentuan kadar aspal optimum II- 6 SENTRA 2017
Pemeriksaan Campuran dengan Penambahan Abu Ampas Tebu dan Variasi Tumbukan Tabel 6 Menentukan Proporsi Campuran MATERIAL CAMP. NOMINAL PERHITUNGAN CAMPURAN NOMINAL DISESUAIKAN (%) Agregat Kasar 44,28 44,28 44,28 44,28 44,28 44,28 Abu Batu 22,18 22,18 22,18 22,18 22,18 22,18 Pasir Alam 22,18 22,18 22,18 22,18 22,18 22,18 Abu Ampas Tebu 0,43 0,43 0,43 0,43 0,43 0,43 Bahan Pengisi 4,30 4,30 4,30 4,30 4,30 4,30 Aspal (A) 6,63 6,63 6,63 6,63 6,63 6,63 TOTAL 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 Sumber: Hasil Penelitian dan perhitungan No. Jumlah Tumbukan Tabel 7 Hasil Uji Marshall Untuk Mencari Jumlah Tumbukan Optimum Kadar Aspal (%) Stabilitas (kg) Marshall Quotient (kn/mm) Flow (mm) Tebal Lapisan Aspal Film (mm) 1A 50 6,3 1260,57 7,40 1,67 8,52 5,92 1B 50 6,3 1259,89 8,52 1,45 8,52 5,64 1C 50 6,3 968,74 10,21 0,93 8,52 6,76 Rata-rata 1163,07 8,71 1,35 8,52 6,11 2A 75 6,3 1216,44 3,65 3,27 8,52 4,42 2B 75 6,3 1181,38 3,84 3,02 8,52 5,22 2C 75 6,3 1220,47 3,84 3,12 8,52 3,87 Rata-rata 1206,10 3,77 3,14 8,52 4,50 3A 100 6,3 1495,14 4,81 3,05 8,52 2,53 3B 100 6,3 1210,93 4,02 2,95 8,52 1,77 3C 100 6,3 1515,11 6,91 2,15 8,52 2,40 Rata-rata 1407,06 5,25 2,72 8,52 2,23 4A 125 6,3 1952,94 8,74 2,19 8,52 1,15 4B 125 6,3 1870,88 7,11 2,58 8,52 1,71 4C 125 6,3 1706,24 5,07 3,30 8,52 1,23 Rata-rata 1843,35 6,97 2,69 8,52 1,36 5A 150 6,3 2164,93 6,96 3,05 8,52 1,41 5B 150 6,3 1767,58 9,37 1,85 8,52 0,81 5C 150 6,3 2078,95 6,57 3,10 8,52 1,16 Rata-rata 2003,82 7,63 2,67 8,52 1,12 Sumber : Hasil Penelitian dan Perhitungan Rongga Udara (%) Jumlah Tumbukan Optimum Campuran Dari grafik diatas untuk campuran dengan variasi tumbukan di dapat jumlah tumbukan optimum yaitu 75 tumbukan. Sehingga didapat : Nilai Marshall Stability = 1217,80 kg Nilai Marshall Quotient = 4,71 kn/mm Nilai Bitumen Film Thickness = 8,52 mm Nilai Marshall Volume Air Voids = 4,41 % SENTRA 2017 II - 7
II- 8 SENTRA 2017 Gambar 2 Grafik penentuan jumlah tumbukan optimum Perbandingan Antara Campuran Normal dan Campuran dengan filler abu ampas tebu dengan variasi tumbukan. Berdasarkan hasil test marshall didapatkan adanya perubahan kualitas dari campuran normal dan campuran dengan filler abu ampas tebu dengan variasi tumbukan.
a. Stabilitas Berdasarkan hasil pemeriksaan nilai Stabilitas diperoleh bahwa campuran normal menghasilkan stabilitas 701,72 kg. Setelah dilakukan penelitian menggunakan abu ampas tebu sebagai filler dengan variasi tumbukan menghasilkan stabilitas 1217,80 kg. Dari hasil tersebut stabilitas mengalami peningkatan. b. Marshall Quotient (MQ) Berdasarkan hasil pemeriksaan nilai MQ diperoleh bahwa campuran normal menghasilkan nilai 1,86 kn/mm. Setelah dilakukan penelitian menggunakan abu ampas tebu sebagai filler dengan variasi tumbukan nilai MQ mengalami peningkatan yaitu sebesar 4,71 kn/mm sehingga lebih lentur atau plastis. c. Film Thickness Berdasarkan hasil pemeriksaan nilai Film Thickness diperoleh bahwa campuran normal menghasilkan nilai 8,67 mm. Setelah dilakukan penelitian menggunakan abu ampas tebu sebagai filler dengan variasi tumbukan nilai film thickness mengalami penurunan yaitu 8,52 mm. d. Volume Air Void Berdasarkan hasil pemeriksaan nilai Air Void diperoleh bahwa campuran normal menghasilkan nilai 5,8 %. Setelah dilakukan penelitian menggunakan abu ampas tebu sebagai filler dengan variasi tumbukan nilai Air Void mengalami penurunan yaitu 4,41%. 4. Kesimpulan dan Saran Kesimpulan 1. Berdasarkan pengujian dengan alat marshall diketahui bahwa penggunaan limbah Abu Ampas Tebu sebagai Filler memberikan pengaruh yang signifikan terhadap karakteristik Marshall pada ATB. 2. Untuk campuran ATB dengan menggunakan abu ampas tebu sebagai filler dengan variasi tumbukan di dapat jumlah tumbukan optimum yaitu 75 tumbukan. Sehingga didapat : Nilai Marshall Stability = 1217,80 kg Nilai Marshall Quotient = 4,71 kn/mm Nilai Bitumen Film Thickness = 8,52 mm Nilai Marshall Volume Air Voids = 4,41 % Saran 1. Pengontrolan terhadap pelaksanaan pembuatan campuran harus dilaksanakan dengan teliti serta pengadukan campuran dilakukan dengan baik supaya agregat, aspal, dan bahan campuran lainya bisa tercampur dengan rata. 2. Pemadatan campuran harus dilakukan dengan baik dan teliti supaya mendapatkan hasil yang maksimal. 3. Ketelitian dalam perhitungan (misalny a dalam pembulatan bilangan) sangat diperlukan untuk mendapatkan hasil yang maksimal. 4. Dalam penelitian, kondisi, mutu dan ketelitian peralatan yang digunakan mutlak diperlukan untuk menghasilkan data-data yang benar-benar akurat. Oleh karena itu dalam penelitian selanjutnya kondisi alat harus benar-benar diperhatikan. 5. Kondisi alat harus benar-benar diperhatikan dan faktor kalibrasi alat hendaknya diperhatikan juga karena sangat menentukan kesalahan pembacaan data akan mendapatkan hasil yang tidak akurat. Referensi [1] Sukirman, Silvia, (2003) Beton Aspal Campuran Panas. Granit, Jakarta. [2] Muchtar Syarkawi, H. (2012). Pemanfaatan Abu Baggase Sebagai Bahan Subsitusi Filler Terhadap Karakteristik Campuran Aspal Beton. Majalah Ilmiah Al-Jibra, ISSN 1441-7797, Makasar. [3] Buku Panduan Praktikum Jalan Raya, Pemeriksaan Bahan Aspal Beton Campuran Panas (Hot- Mix), Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Muhammadiyah Malang, 2011. [4] Departemen PU, Petunjuk Pelaksanaan Lapis Aspal Beton () Untuk Jalan Raya, Penerbit Yayasan Badan Penerbit PU, 1987. SENTRA 2017 II - 9
[5] Fannisa, Henny dan Moh. Wahyudi, (2010). Perencanaan Campuran Aspal Beton Dengan Menggunakan Filler Kapur Padam. Tugas Akhir. Program Diploma III Teknik Sipil Universitas Diponegoro, Semarang. [6] Departemen Pekerjaan Umum, 2010. Perkerasan Aspal. Spesifikasi Umum Bina Marga 2010, Divisi 6, Direktorat Jenderal Bina Marga, Jakarta. [7] Anonim, 1987, Petunjuk Pelaksanaan Lapis Aspal Beton () SKBI 2.4.26, Departemen Pekerjaan Umum Direktorat Jendral Bina Marga, Jakarta. II- 10 SENTRA 2017