BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.2. Dasar Teori
2.2.1. Bahan Penyusun Campuran HRS-WC
Bahan penyusun campuran Hot Rolled Sheet terdiri atas agregat kasar, agregat halus, dan aspal sebagai bahan pengikat. Perencanaan campuran perkerasan aspal, seperti bahan teknis lainnya, pada umumnya merupakan soal dalam pemilihan dan perbandingan material untuk mendapatkan sifat-sifat yang diharapkan pada hasil akhir.
Tujuan umum dari rencana campuran perkerasan aspal adalah menetapkan suatu penggabungan gradasi agregat yang ekonomis (dalam batas spesifikasi proyek). Dan bitumen yang akan menghasilkan campuran dengan :
1. Bitumen yang cukup untuk menjamin keawetan perkerasan.
2. Stabilitas yang memadai sehingga memenuhi kebutuhan lalu lintas tanpa distorsi atau terjadi pemindahan.
3. Rongga yang memadai didalam total campuran padat dengan masih memungkinkan adanya sedikit tambahan pemadatan akibat beban lalu lintas tanpa flushing/bleeding (kelebihan aspal/kegemukan) dan hilangnya stabilitas, namun cukup rendah untuk masuknya udara dan kelembaban yang berbahaya.
4. Cukup mudah dikerjakan untuk dapat melaksanakan hamparan campuran secara efisien tanpa mengalami segresi.
Untuk menghasilkan lapis perkerasan jalan yang bermutu diperlukan bahan penyusun yang berkualitas. Agar hal ini dapat tercapai maka pemahaman tentang sifat dan karakteristik bahan penyusun harus dikuasai dengan baik.
commit to user 2.2.1.1. Agregat
Agregat adalah sekumpulan butir-butir batu pecah, kerikil, pasir, atau komposisi mineral lainnya baik yang berupa hasil alam maupun hasil pengolahan yang digunakan sebagai bahan penyusun utama konstruksi perkerasan.
Menurut asalnya agregat dapat dibagi menjadi 3 jenis, yaitu:
1. Agregat alam (natural aggregate), adalah agregat yang diambil langsung dari alam tanpa melalui pengolahan dapat langsung dipakai untuk bahan perkerasan. 2. Agregat dengan pengolahan (manufactured aggregate), agregat yang berasal dari
mesin pemecah batu (stone crusher) sebelum digunakan sebagai bahan penyusun lapis perkerasan. Tujuan dari pengolahan ini adalah untuk memperbaiki gradasi sesuai dengan ukuran yang diinginkan, membuat bentuk yang beragam dan dapat pula untuk membuat tekstur yang kasar.
3. Agregat buatan (synthetic aggregate), agregat semacam ini dibuat khusus dengan tujuan khusus pula, agar mempunyai daya tahan yang tinggi dan ringan untuk digunakan pada konstruksi jalan.
Agregat merupakan komponen utama dari lapisan perkerasan jalan yaitu mengandung 90%-95% berdasarkan prosentase berat. Daya dukung, keawetan, dan mutu perkerasan jalan ditentukan juga dari sifat agregat dan hasil campuran agregat dengan material lain.
Sifat dan kualitas agregat menentukan kemampuan dalam memikul beban lalu lintas. Kualitas agregat dipengaruhi oleh spesifikasi gradasi, bentuk partikel, tekstur permukaan, kebersihan, kekuatan, kekasaran, porositas, daya lekat pada aspal, dan berat jenis.
1. Gradasi dan ukuran butir
Agregat menurut ukuran butirnya dikelompokkan menjadi:
commit to user
b. Agregat halus, yaitu batuan yang lolos saringan #8 (2,36 mm) dan tertahan saringan #200 (0.074 mm).
c. Agregat pengisi (filler), yaitu batuan yang lolos saringan #200 (0,074 mm) dan tertahan pan.
2. Kebersihan
Agregat yang mengandung substansi asing perusak harus dihilangkan sebelum digunakan dalam campuran perkerasan, seperti tumbuh-tumbuhan, partikel halus dan gumpalan, serta lumpur.Hal ini dikarenakan substansi asing dapat
mengurangi daya lekat aspal terhadap batuan (Soetomo, 1994). 3. Bentuk permukaan
Kemampuan saling mengunci antar batuan sangat dipengaruhi oleh bentuk batuan yang akan menentukan stabilitas konstruksi. Bentuk batuan yang menyerupai kubus dan bersudut tajam, mempunyai kemampuan saling mengunci yang tinggi dibandingkan dengan batuan yang berbentuk bulat.
4. Tekstur permukaan
Tekstur permukaan yang kasar dan kasat akan memberikan gaya gesek yang lebih besar sehingga dapat menahan gaya-gaya pemisah yang bekerja pada batuan. Selain itu tekstur kasar juga memberikan adhesi yang lebih baik antar aspal dan batuan. Batuan yang halus lebih mudah terselimuti aspal namun tidak bias menahan kelekatan aspal dengan baik. Bila tekstur permukaan semakin kasar umumnya stabilitas dan durabilitas campuran akan semakin tinggi. (Krebs and Walker, 1971).
5. Kekuatan dan kekerasan
Kekuatan (ketahan) agregat untuk tidak hancur/pecah oleh pengaruh mekanis atau kimia.Agregat dalam campuran HRA memberikan sebagian besar stabilitas mekanis, oleh sebab itu agregat harus kuat dan keras. Pada campuran bergradasi senjang dengan bahan yang sama, menerima lebih banyak gaya pemecah
dibandingkan dengan campuran gradasi baik. Jadi bila batuan mempunyai kekuatan dan kekerasan rendah, gradasi senjang tidak menguntungkan, maka ditambah filler untuk mengisi rongganya. Dalam mengukur kekuatan dan
commit to user
kekerasan digunakan mesin Los Angelos sesuai dengan rekomendasi dari SK SNI M-02-1990-F. Dari pengujian dengan mesin Los Angelos akan dapat diketahui nilai abrasi dan impact dari batuan penyusun lapis perkerasan.
6. Porositas
Porositas berpengaruh besar terhadap nilai ekonomis suatu campuran lapis perkerasan. Makin besar porositas batuan maka aspal yang digunakan akan semakin banyak. Hal ini disebabkan kemampuan absorbsi dari batuan terhadap aspal juga semakin tinggi.Terkadang porositas juga mempengaruhi stabilitas lapis perkerasan secara tidak langsung.Batuan yang mempunyai porositas yang tinggi biasanya kekerasannya kurang. Banyaknya pori dalam batuan yang besar akan dapat mengganggu kelekatan aspal pada batuan.
7. Berat jenis agregat
Berat jenis agregat adalah perbandingan volume agregat dan berat volume air. Besarnya berat jenis agregat penting dalam perencanaan campuran agregat dengan aspal, karena umumnya direncakan berdasarkan perbandingan berat dan juga untuk menentukan banyaknya kadar pori. Agregat dengan berat jenis sangat kecil mempunyai volume yang besar sehingga dengan berat yang sama
membutuhkan jumlah aspal yang lebih banyak. Disamping itu agregat dengan kadar pori besar membutuhkan jumlah aspal yang banyak.
8. Kelekatan terhadap aspal
Daya lekat terhadap aspal sangat dipengaruhi oleh sifat agregat yang mengandung air. Air yang diserap oleh agregat sukar dihilangkan seluruhnya walaupun melalui proses pengeringan. Agregat yang bersifat hydrophilic (senang air) ini tidak baik digunakan sebagai bahan campuran dengan aspal, karena akan mudah terjadi stripping yaitu lepasnya lapisan aspal dari agregat akibat pengaruh air. Bina Marga mempersyaratkan kelekatan agregat terhadap aspal panas lebih besar dari 95%.
commit to user
Penggunaan agregat untuk suatu jenis perkerasan dipengaruhi oleh gradasi dari agregat tersebut.Gradasi adalah ukuran butiran dalam agregat. Gradasi agregat dapat dibedakan menjadi 3 macam, yaitu:
1. Gradasi Seragam (Uniform Graded), adalah agregat dengan ukuran butiran yang hampir sama.
2. Gradasi Baik (Well Graded), adalah agregat yang mempunyai ukuran butiran dari besar ke kecil dalam porsi yang hampir seimbang.
3. Gradasi Senjang (Gap Graded), adalah agregat dimana ada bagian tertentu yang dihilangkan sebagian atau seluruhnya.
Perkerasan HRS mempunyai gradasi agregat timpang, yaitu campuran agregat dengan satu fraksi hilang atau satu fraksi lebih sedikit sekali. Gradasi merupakan pembagian ukuran butir campuran agregat yang mempengaruhi besarnya rongga antar butir yang akan menentukan stabilitas perkerasan dan kemudahan proses pelaksanaan. Sebagai akibat dari gradasi senjang adalah kandungan aspal pada campuran menjadi lebih banyak. Gradasi agregat diperoleh dengan analisa saringan.
Untuk memungkinkan dilakukan pemadatan yang baik, maka ukuran maksimum batuan dalam campuran 75% dari tebal padat lapis perkerasan. Ukuran batuan yang terlalu besar akan memberikan sifat-sifat yang kurang baik, yaitu:
Kemudahan pelaksanaan pekerjaan berkurang
Segregasi bertambah besar
Mungkin terjadi gelombang melintang (raveling).
Untuk keperluan ini agregat perlu diadakan pemeriksaan antara lain:
Analisa saringan,
Keausan dengan mesin Los Angeles, dan
Berat jenis dan penyerapan.
Agregat yang akan digunakan dalam perencanaan perkerasan jalan, harus memenuhi spesifikasi yang disyaratkan. Persyaratan untuk agregat kasar dan agregat halus berdasarkan ketentuan dari Petunjuk Pelaksanaan Lapis Tipis Aspal Beton
commit to user
(LATASTON) untuk jalan raya No.13/PT/B/1983, seperti yang terdapat pada Tabel 2.1 dan 2.2 sebagai berikut:
Tabel 2.7 Spesifikasi Agregat Kasar
No. Jenis Pemeriksaan Syarat Satuan 1. Keausan dengan Mesin Los Angeles Maks. 40 %
2. Kelekatan dengan Aspal Min. 95 %
3. Penyerapan terhadap Air Maks. 3 %
4. Berat Jenis Agregat Kasar Min. 2,5 gr/cc Sumber: DPU Dir. Jen. Bina Marga, Petunjuk Pelaksanaan Lapis Tipis Aspal Beton (LATASTON) Tabel 2.8 Spesifikasi Agregat Halus
No. Jenis Pemeriksaan Syarat Satuan
1. Penyerapan terhadap Air Maks. 3 %
2. Berat Jenis Agregat Halus Maks. 2,5 gr/cc Sumber: DPU Dir. Jen. Bina Marga, Petunjuk Pelaksanaan Lapis Tipis Aspal Beton (LATASTON) Gradasi adalah batas ukuran agregat yang terbesar dan yang terkecil, jumlah dari masing – masing jenis ukuran, prosentase setiap ukuran butir pada agregat. Pada penelitian ini yang dipakai sebagai acuan spesifikasi gradasi adalah spesifikasi yang ditetapkan oleh Departemen Pekerjaan Umum Spesifikasi Bidang Jalan dan Jembatan 2005, seperti pada Tabel 2.9 di bawah ini:
commit to user Tabel 2.9 Spesifikasi Gradasi Agregat untuk Campuran
Ukuran Saringan % Berat Lolos
ASTM ( mm ) ¾ “ ½ “ γ/8 “ No. 8 No. 30 No. 200 19 12,5 9,5 2,36 0,6 0,075 100 90 – 100 75 – 85 50 – 72 35 – 60 6 – 12 Sumber: Spesifikasi Umum Bidang Jalan dan Jembatan, DPU 2005
2.2.1.2. Filler
Filler didefinisikan sebagai bubuk isian rongga-rongga diantara agregat kasar terdiri dari mineral nonplastis yang lolos saringan ukuran 0,075 mm. Bahan tersebut harus bebas dari bahan lain yang tidak dikehendaki.
Beberapa syarat yang harus dipenuhi oleh bubuk isian antara lain:
Lolos saringan no. 200 (75 µm)
Bersifat non plastis
Mempunyai spesifik gravity ≥ β,75
Menurut Bina Marga tahun 1987 macam dari filler adalah abu batu, abu batu kapur (limestone dust), abu terbang (fly ash), semen portland, kapur padam dan bahan non plastis lainnya. Untuk penelitian ini filler yang digunakan adalah abu vulkanik.
Pada prakteknya filler berfungsi untuk meningkatkan viskositas dari aspal dan mengurangi kepekaan terhadap temperatur. Menurut Hatherly (1967), dengan meningkatkan komposisi filler dalam campuran dapat meningkatkan stabilitas campuran tetapi menurunkan kadar air void (rongga udara) dalam campuran. Meskipun demikian komposisi filler dalam campuran tetap dibatasi. Terlalu tinggi kadar filler dalam campuran akan mengakibatkan campuran menjadi getas (brittle),
commit to user
dan retak (crack) ketika menerima beban lalu lintas. Akan tetapi terlalu rendah kadar filler akan menyebabkan campuran terlalu lunak pada saat cuaca panas.
Bahan pengisi (filler) harus kering dan bebas dari bahan lain yang mengganggu Menurut Shahrour and Saloukeh (1992), kualitas dan banyaknya filler yang digunakan dalam campuran HRS sangat berpengaruh dalam kinerja campuran aspal panas. Filler umumnya menambah kekakuan pada HRS, tingkat kekakuannya berubah tergantung pada jenis filler dan jumlahnya.
Tabel 2.10 Gradasi Bahan Pengisi
Ukuran Saringan Persentase Berat yang Lolos
No. 30 (0,590 mm) 100
No. 50 (0,279 mm) 95-100
No. 100 (0,149 mm) 90-100
No. 200 (0,074 mm) 65-100
Sumber : Bina Marga (1989), SNI No. 1737-1989-F
2.2.1.3. Aspal Keras
Aspal dalam campuran berfungsi sebagai bahan pengikat dan bahan pengisi antar butir agregat.Berarti aspal harus mempunyai daya tahan (tidak cepat rapuh) terhadap cuaca, mempunyai adhesi dan kohesi yang baik dan memberikan sifat elastis yang baik.
Pemakaian aspal dalam campuran sangat menentukan kekedapan campuran aspal sebagai bahan perkerasan terhadap air dan udara.Semakin banyak kandungan aspal maka campurang tersebut semakin rapat. HRS yang direncanakan adalah yang memiliki durabilitas tinggi mempunyai syarat kadar aspal minimum dalam campuran cukup tinggi dimana oleh Bina Marga ditetapkan bahwa kadar aspal efektif dalam campuran harus lebih besar dari 6,8%, dan total aspal harus lebih besar dari 7,3% (untuk HRS klas A).
commit to user
Pada penelitian ini digunakan aspal penetrasi 60/70, dimana persyaratan aspalnya mengacu pada Petunjuk Pelaksanaan Lapis Tipis Aspal Beton (LATASTON) untuk jalan raya No. 13/PT/B/19883, untuk spesifikasi yang disyaratkan seperti terlihat pada tabel 2.5 di bawah ini:
Tabel 2.11 Spesifikasi Aspal Keras Penetrasi 60/70
No. Jenis Pengujian Metode Persyaratan
1. Penetrasi,250C,100 gr, 5dt, 0,1 mm SNI 06-2456-1991 60-79
2. Titik lembek, 0C SNI 06-2434-1991 45-58
3. Titik nyala & bakar, 0C SNI 06-2433-1991 Min. 200 4. Daktilitas 250C, cm SNI 06-2432-1991 Min. 100
5. Berat jenis SNI 06-2441-1991 Min. 1,0
6. Kelarutan dalam Trichlor, % berat RSNIM 04-2004 Min. 99 7. Penurunan berat (dengan TFOT), % berat SNI 06-2440-1991 Min. 0,8 8. Penetrasi setelah penurunan berat, % asli SNI 06-2456-1991 Min. 54 9. Daktilitas setelah penurunan berat, % asli SNI 06-2432-1991 Min. 50 10. Uji Noda Aspal
- Standar Naptha - Naptha Xylene - Hapthane Xylene
SNI 03-6885-2002 Negatif
Sumber ; Petunjuk Pelaksanaan Lapis Tipis Aspal Beton (LATASTON) untuk Jalan Raya