7. DESAIN KETEBALAN LAPIS TAMBAH (OVERLAY)
7.6 Desain Tebal Lapis Fondasi Stabilisasi Foam Bitumen
Penguatan perkerasan dengan menggunakan stabilisasi foam bitumen insitu semakin banyak dilakukan di seluruh dunia, termasuk Indonesia.
Foam bitumen adalah bahan pengikat aspal yang panas yang untuk sementara diubah bentuknya dari bentuk cair menjadi busa (foam) dengan penambahan sedikit air (2% – 3%
terhadap berat bitumen). Dalam bentuk busa tersebut bitumen dapat dicampur dengan agregat pada temperatur udara dan kadar air (kelembaban) insitu. Busa bitumen tersebut melapisi fraksi halus agregat, membentuk bubur (mastic) yang mengikat partikel-pertikel yang lebih besar dalam kerangka agregat. Bahan pembentuk foam (foaming agent) mungkin diperlukan untuk menjamin sifat-sifat pembentukan foam aspal dapat diterima.
Faktor koreksi tebal lapis
tambah
Gambar 11 Daur Ulang Perkerasan dengan Foam Bitumen
Di Indonesia, kadar foam bitumen yang ditambahkan ke agregat biasanya berkisar dari 2,0%
sampai 3,0% dan ditambah semen 1% sebagai pengikat kedua, meskipun sebenarnya bisa juga digunakan kapur untuk material yang mempunyai plastisitas lebih tinggi.
Kekuatan/kekakuan campuran foam bitumen diperoleh dari:
• gesekan antara partikel agregat
• kekentalan bitumen pada kondisi operasional
• kohesi di dalam partikel yang dihasilkan dari pengikat itu sendiri, dan adhesi antara pengikat yang bersifat bitumen dan hidrolis dengan agregat.
Seperti pengikat stabilisasi yang lain, stabilisasi foam bitumen dapat dilakukan insitu atau di dalam mixing plant. Foam bitumen tersebut dimasukkan ke dalam drum daur ulang atau plant dimana foam bitumen tersebut membasahi dan menyelimuti permukaan partikel fraksi halus membentuk material perkerasan lentur yang fleksibel. Pencampuran antara foam bitumen dengan tanah menentukan keberhasilan proses karena bitumen hanya sesaat berbentuk busa dan proses penyelimutan partikel harus terjadi pada waktu bitumen masih dalam bentuk busa.
Suplai air untuk pembentukan foam
Suplai aspal panas
Titik masuk air (utk menyesuaikan kadar air) Atau slurry semen
Perkerasan aspal yang retak Lapisan pondasi berbutir asli
Karena stabilisasi dengan foam bitumen termasuk masih baru dibandingkan untuk penanganan rehabilitasi yang lain, prosedur pencampuran serta desainnyasaat ini sedang gencar dikembangkan di banyak Negara. Metode desain ketebalan sementara (interim) diuraikan di dalam LAMPIRAN 2.
Perlu diingat bahwa metode tersebut masih bersifat sementara, dan disarankan kinerja perkerasan dengan stabilisasi foam bitumen yang baru saja dilaksanakan di Indonesia dimonitor untuk pengembangan metode interim ini ke depan.
7.6.2 Material yang Cocok untuk Stabilisasi dengan Foam Bitumen
Di Indonesia stabilisasi dengan foam bitumen umumnya dilaksanakan untuk mendaurulang lapisan aspal dan material lapis fondasi berbutir eksisting.
Untuk menilai kecocokan material tersebut distabilisasi dengan foam bitumen, indeks plastisitas (PI) hendaknya tidak lebih dari 10, kecuali stabilisasi dengan kapur yang dapat sampai dengan PI 20. Lihat Tabel 7.
Material juga harus terletak di Zone A pada distribusi ukuran partikel yang ditunjukkan pada Gambar 12.
Tabel 7 Pedoman Pemilihan Metode Stabilisasi Ukuran Partikel
Indeks Plastisitas PI ≤ 10 10 ≤ PI < 20 PI ≥ 20 PI ≤ 6 WPI ≤60 PI ≤ 10 PI > 10 Tipe Pengikat
Campuran semen dan bersemen*
Kapur Bitumen Campuran aspal /
semen Berbutir Polimer Bahan Kimia Lain **
Kunci biasanya sesuai
diragukan atau membutuhkan
pengikat
biasanya tidak sesuai
** harus diambil hanya sebagai panduan. Merujuk literatur lain untuk informasi lain
Sumber : Austroads, Part 4D
Lebih dari 25% lolos 0,425 mm Kurang dari 25% lolos 0,425 mm
* penggunaan beberapa pengikat bahan kimia sebagai bahan tambah dapat memperpanjang efektivitas pengikat bersemen pada tanah berbutir halus atau plastisitas lebih tinggi
Ca ta ta n : be ntuk s ta bi l i s a s i di a ta s da pa t di guna ka n da l a m kombi na s i , mi s a l s ta bi l i s a s i ka pur untuk mengeri ngka n ma te ri a l da n mengura ngi pl a s ti s i ta s nya , membua tnya s es ua i untuk me tode s ta bi l i s a s i l a i n.
Gambar 12 Amplop Gradasi Zona A
7.6.3 Ketentuan Pelapisan Minimum
Seperti diuraikan di dalam LAMPIRAN 2, Tabel 8 berisi usulan ketentuan pelapisan minimum di atas material yang distabilisasi dengan foam bitumen.
Tabel 8 Ketentuan pelapisan minimum diatas material distabilisasi dengan foam bitumen Beban Lalin Rencana
(ESA5)
Pelapisan minimum
ESA >30
100 mm terdiri dari 40 mm AC WC 60 mm AC Binder 10 <ESA< 30 80 mm terdiri dari 2 x 40 mm AC WC
1 <ESA< 10 40 mm AC WC
ESA < 1 30 HRS WC
atau pelaburan
7.6.4 Chart Desain Tebal Lapis Pondasi Stabilisasi Foam Bitumen
Seperti diuraikan di dalam LAMPIRAN 2, metode mekanistik Austroads untuk mendesain perkerasan lentur baru bersama-sama dengan usulan persyaratan pelapisan minimum (Tabel 15 Bagian 1 Struktur Perkerasan Baru) digunakan sebagai dasar pembuatan chart disain. Chart disain tersebut diberikan di dalam LAMPIRAN 3 dan LAMPIRAN 4. Gambar 13 menggambarkan salah satu contoh chart tersebut.
% lolos
Pada pembuatan chart desain tersebut, kedalaman yang distabilisasi dengan foam bitumen hanya sampai maksimum 300 mm mengingat kemampuan pencampuran insitu dan pemadatan.
1,0E+05 1,0E+06 1,0E+07 1,0E+08
Tebal
Lalu Lintas Desain (ESA5)
Foam bitumen
Aspal
30 mm HRS Wearing Course Aspal
Material stabilisasi foam bitumen Lapis pondasi berbutir sisa
150 mm Tanah Dasar CBR Desain = 4
Gambar 13 Contoh Chart Desain untuk Merancang Tebal Daur Ulang dengan Stabilisasi Foam Bitumen
7.6.5 Prosedur Desain
Tabel 9 memberikan daftar langkah-langkah desain stabilisasi dengan foam bitumen.
Tabel 9 Prosedur desain stabilisasi dengan foam bitumen (FB)
Langkah Kegiatan
1 Hitung desain lalu lintas dalam ESA5 yang diuraikan dalam Sub Bab 3.
2 Menggunakan data catatan pembangunan dan pemeliharaan, test pit dan core, tentukan jenis lapisan material insitu serta kualitas dan ketebalannya.
3 Tentukan CBR tanah dasar desain dalam pekerjaan tersebut, berdasarkan pada DCP insitu atau uji CBR rendaman terhadap material yang diambil dari test pit.
4 Menggunakan data dari langkah 3, tentukan apakah material insitu cocok untuk distabilisasi FB.
5
Menggunakan ketebalan lapisan, pilih kedalaman stabilisasi trial dan hitung kedalaman sisa material perkerasan di bawah lapisan yang distabilisasi. Untuk perkerasan dengan CBR desain tanah dasar kurang dari 5%, diperlukan material perkerasan setebal minimum 100 mm di bawah FB.
6
Menggunakan chart disain di dalam LAMPIRAN 3 dan LAMPIRAN 4, tentukan ketebalan lapisan aspal yang diperlukan di atas material yang distabilisasi dengan FB.
7.7 Desain Tebal Lapis Pondasi Stabilisasi Semen