Affandi (1995) melakukan penelitian tentang pengaruh pemasangan geotekstil pada lapisan aspal skala laboratorium. Beban berulang/siklik digunakan untuk menentukan pengaruh penggunaan geosintetik pada lapisan aspal terhadap umur kelelahan dan mendapatkan hubungan antara beban berulang, deformasi, dan retak untuk posisi geosintetik yang berbeda pada lapisan aspal. Pemasangan geosintetik pada bagian bawah benda uji dapat menurunkan regangan sebesar 75% sampai 90% untuk beban tetap sebesar 6,4 kg/cm2, luas bidang kontak 7,5 x 7,5 cm2 dan frekuensi beban 10, 20, 50, 100, dan 150 siklus per menit. Hasil pengujian menunjukkan bahwa lapisan aspal yang menggunakan geosintetik mengalami peningkatan umur kelelahan menjadi 4,0 sampai 5,2 kali umur
kelelahan benda uji yang tidak menggunakan geosintetik. Efektifitas geosintetik terhadap peningkatan umur kelelahan tergantung pada letak geosintetik pada benda uji aspal. Dari penelitian tersebut disimpulkan bahwa posisi pemasangan geosintetik yang paling efektif dalam meningkatkan kinerja lapisan aspal terhadap kelelahan dan regangan adalah pada ¼ sampai 1/5 tebal dari bagian bawah benda uji.
Afandi (1996) melakukan uji coba skala penuh pada tiga segmen jalan antara Garut dan Tasikmalaya, km. 113+000 sampai km. 113+200. Segmen pertama menggunakan geotekstil, segmen kedua menggunakan polypropylene geogrid dan yang ketiga tanpa geogrid atau geotekstil. Evaluasi kinerja dari jalan ini menunjukkan bahwa segmen-segmen yang menggunakan geosintetik menunjukkan penurunan deformasi, penurunan sudut deformasi balik dan tegangan horizontal dan vertical. Dari penelitian tersebut menunjukkan dapat diambil kesimpulan, bahwa secara umum polypropylene geogrid lebih efektif daripada geotekstil dalam hal mengurangi deformasi dan regangan. Geotekstil mengurangi deformasi sebesar 5%, dan mengurangi regangan horizontal sebesar 14% sedangkan geogrid mengurangi deformasi sebesar 17% dan regangan horizontal sebesar 44%. Hasil analisis dari data ini mengindikasikan bahwa geotekstil telah meningkatkan umur kelelahan lebih panjang 1,4 kali dan geogrid meningkatkan umur kelelahan 1,9 sampai 4,6 kali.
Syahrial (2000) menunjukkan bahwa pemasangan geotekstil pada posisi satu sentimeter dari bagian bawah benda uji aspal beton berhasil memperbaiki karakteristik kelelahan aspal beton. Nilai effectiveness factor, yaitu rasio antara umur kelelahan aspal beton yang memakai geotekstil dengan yang tidak, pada tingkat tegangan yang diberikan berkisar antara 6,01 sampai dengan 8,83. Tetapi pemakaian ge0tekstil tidak memberikan pengaruh pada kekuatan awal dan regangan awal aspal beton. Rasio kekakuan awal antara aspal beton yang diperkuat dan tidak diperkuat adalah 1,07 dan rasio regangan awal berkisar antara 0,95 sampai dengan 0,98.
Rasio antara jumlah siklus penjalaran retak pada aspal beton yang memakai geotekstil dengan yang tidak berkisar antara 39,74 sampai dengan 43,37. Jumlah siklus untuk terjadinya retak awal juga lebih besar pada aspal beton yang mengandung geotekstil.
Analisis mekanisme retak pada aspal beton yang diperkuat dengan geotekstil menunjukkan bahwa penjalaran retak tertahan oleh geotekstil untuk sejumlah siklus tertentu sebelum menjalar naik ke permukaan.
Fauzi (2000) melakukan pengujian karakteristik kelelahan dengan memasang lembaran geokomposit satu sentimeter dari bagian bawah benda uji aspal beton berbentuk balok dapat meningkatkan umur kelelahan menjadi 24,86 sampai 39,50 kali pada tingkat tegangan tertentu.
Analisis mekanisme retak menunjukkan bahwa penjalaran retak tertahan oleh lembaran geokomposit dan laju penjalaran retak menurun. Retak awal timbul di daerah bagian bawah geokomposit dan menjalar secara mendatar ke kanan atau ke kiri di luar daerah momen maksimum di atas geokomposit. Setelah terjadi pemisahan antara campuran dan geokomposit timbul retak yang menjalar ke atas permukaan benda uji. Mekanisme retak aspal beton yang tidak mengandung geokomposit menghasilkan penjalaran retak dengan waktu singkat. Retak awal timbul di bagian bawah benda uji di daerah momen maksimum dan menjalar ke atas ke permukaan benda uji. Mekanisme ini mengindikasikan bahwa keruntuhan benda uji selalu merupakan akibat dari tegangan maksimum yang diterima.
Jumlah siklus penjalaran retak untuk aspal beton mengandung geokomposit dari 35.493 sampai 899.008 siklus dan untuk aspal beton tidak mengandung geokomposit dari 417 sampai 3.772 siklus. Rasio jumlah siklus penjalaran retak antara benda uji mengandung geokomposit dan tidak mengandung geokomposit berkisar dari 85,1 sampai 238,3. hasil di atas mengindikasikan bahwa geokomposit telah menurunkan laju penjalaran retak.
Tetapi pemasangan geokomposit tidak mempengaruhi kekakuan awal atau regangan awal. Rasio kekakuan awal antara aspal beton yang mengandung dan tidak mengandung geokomposit adalah 1,07 dan rasio regangan awal antara aspal
beton yang mengandung dan tidak mengandung geokomposit berkisar dari 0,97 sampai 0,98.
Suhadmal (2007) melakukan uji coba skala laboratorium yaitu pengujian kinerja kelelahan pada campuran beton aspal lapis aus (AC-WC) dengan perkuatan geogrid, Pengujian dilakukan dengan mengukur kinerja kelelahan pada perkerasan tanpa dan dengan perkuatan polyester geogrid combined with ultra-light nonwoven dimana pada perkerasan yang memakai geogrid terdapat dua posisi pemasangan geogrid, yaitu di ¼ tebal dari bagian bawah benda uji dan pada ½ tebal dari bagian bawah benda uji serta ada dua cara pemasangan geogrid pada ½ tebal bagian bawah benda uji yaitu dengan dan tanpa tack coat. Dari hasil pengujian menunjukkan bahwa:
a. Pemasangan geotekstil dengan tack coat pada ¼ tebal dari bagian bawah benda uji campuran Laston Lapis Aus (AC-WC) berbentuk balok dapat meningkatkan umur kelelahan (Nf) dan deformasi kumulatif. Rasio peningkatan umur kelelahan berkisar dari 3,001 sampai 12,215 kali dan rasio peningkatan deformasi kumulatif berkisar dari 1,731 sampai 1,936 kali, tergantung pada tingkat tegangan.
b. Pemasangan geotekstil dengan tack coat pada ½ tebal dari bagian bawah benda uji Campuran Laston Lapis Aus (AC-WC) berbentuk balok dapat meningkatkan umur kelelahan (Nf) dan deformasi kumulatif yang mampu diterima menjadi 1,908 sampai 2,174 kali pada tingkat tegangan yang diberikan. Namun hampir tidak memberikan pengaruh positif terhadap umur kelelahan, rasio perbandingan umur kelelahan berkisar dari 0,580 sampai 1,398 kali, tergantung pada tingkat tegangan yang diberikan.
c. Pemasangan geogrid tanpa tack coat pada ½ tebal dari bagian bawah benda uji campuran Laston Lapis Aus (AC-WC) berbentuk balok menurunkan umur kelelahan menjadi 0,288 sampai 0,840 kali pada tingkat tegangan yang diberikan. Namun tidak mempengaruhi deformasi kumulatif, rasio perbandingan deformasi kumulatif berkisar dari 0,723 sampai 1,226 kali, tergantung pada tingkat tegangan.
d. Campuran Laston Lapis Aus (AC-WC) yang diperkuat dengan pemasangan geogrid dengan tack coat pada ¼ tebal bagian bawah benda uji mengalami perubahan regangan tarik awal (ε) yang cenderung lebih kecil pada setiap tingkat tegangan dibandingkan dengan campuran yang lain. Ini menandakan lebih sulit mengalami regangan. Apabila dilihat dari kecenderungan kecilnya tegangan tarik awal tersebut, terlihat bahwa campuran ini mempunyai modulus kekakuan yang lebih tinggi dibanding campuran yang lain.
e. Pada Campuran Laston Lapis Aus (AC-WC) tanpa perkuatan geogrid, retak awal selalu terjadi di daerah momen lentur maksimum dan menjalar mulai dari bawah terus naek ke permukaan. Analisis mekanisme retak pada benda uji yang diperkuat geogrid pada ¼ maupun ½ tebal dari bagian bawah menunjukkan bahwa penjalaran retak tertahan oleh agregat dan laju penjalaran retak menurun sebelum menjalar naik ke permukaan.
Taesiri, Dr.Yongyuth dkk, (2004) meneliti penggunaan geogrid PGM yang diterapkan di lapangan pada proyek rehabilitasi Rute No. 2 Provinsi Saraburi ke Provinsi Nakhon Ratchasrima Thailand mulai dari km 127 ke km 210 (83km).
Jenis geogrid yang digunakan adalah PGM – 14 berupa nonwoven continuously filament needle punched 100% polypropylene geotextile. Spesifikasi PGM-14 dapat dilihat pada Tabel II.11
Tabel II.11 Spesifikasi Teknis Geotekstil
Properties Test method Specification Polyfelt PGM 14 Grab tensile strength ASTM D 4632 > 450 N 520 N Grab elongation ASTM D 4632 > 50 % > 50 % Mass per unit area ASTM D 5261 > 140 g/m2 140 g/m2 Asphalt retention ASTM D 6140 > 0.8 liter/m2 1.1 liter/m2 Melting point ASTM D 276 > 150 oC 165 oC Sumber: Taesiri, Dr.Yongyuth dkk, (2004).
Sebelum PGM 14 digelar, lapis perekat jenis aspal emulsi CRS - 2 disemprotkan terlebih dahulu ke perkerasan lama unhtuk mendapatkan ikatan yang sempurna antara PGM 14 dengan perkerasan lama. Nilai penyebaran tack coat adalah sebesar 1,6 lt/m2 (70% bitumen) dan tack coat mempunyai nilai penetrasi 90 – 200. Dalam proses penggelaran lapis aspal overlay yang perlu diperhatikan adalah suhu aspal overlay tidak melebihi titik leleh (melting point) dari PGM 14 untuk mencegah agar PGM 14 tidak meleleh dan rusak. Nilai penyebaran tack coat pada PGM 14 sebesar 1,6 lt/m2 cukup banyak dan mahal dari segi ekonomis, hal ini dikarenakan material PGM 14 merupakan material yang cukup tinggi dalam menyerap aspal/ tack coat.
Hasil test di publikasikan oleh Alun Regional Road Laboratory di Prancis yang meneliti manfaat geogrid dalam menyerap tegangan pada setiap lapisan. Dari hasil tes tersebut dapat di tarik kesimpulan bahwa PGM 14 efektif dalam mengurangi dan menurunkan retak dimana kurva retak semakin landai terhadap waktu, hal ini mengindikasikan bahwa PGM 14 mengurangi siklus penjalaran retak dan secara efektif memperpanjang umur perkerasan lebih dari 2 kali dibandingkan perkerasan yang tidak menggunakan PGM 14. Kondisi tersebut di dapat apabila metode pelaksanaan pemasangan PGM 14, pemilihan jenis dan jumlah penyebaran tack coat dilakukan secara benar. Gambar II.16 memperlihatkan penjalaran retak pada campuran aspal.
Gambar II.16 Penjalaran Retak Pada Campuran Aspal A : 40mm Asphalt Concrete C : 20mm sand + 60mm Asphalt Concrete B : 60mm Asphalt Concrete D : PGM 14 + 60mm Asphalt Concrete
II.6.2 Penelitian Lapis Perekat (Tack Coat)
Yulianto, A, (2000) melakukan penelitian skala laboratorium dengan meninjau kuat geser aspal cair dan aspal emulsi sebagai tack coat antara wearing dan binder course. Penelitian ini dilakukan dengan membuat benda uji binder course dan wearing course, kemudian dipadatkan dengan menggunakan Gyratory Compactor (Gyropac), sedangkan benda uji perkerasan lama diambil dengan cara coredrill. Untuk melekatkan antar lapisan perkerasan disemprotkan tack coat dengan bahan aspal cair tipe MC-250 dan aspal emulsi tipe CRS-1 dengan divariasikan penyebarannya antara 0,11 l/m2 hingga 0,5 l/m2. pengujian kuat geser tack coat dilakukan dengan pembuatan modifikasi pada alat Marshall.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa kuat geser tack coat untuk penggunaan jenis CRS-1 pada pada penyebaran 0,2 l/m2 hingga 0,5 l/m2 akan menghasilkan kuat geser sebesar 50.652 kg/m2 hingga 65.411 kg/m2 pada perkerasan baru – baru, sedangkan pada perkerasan baru – lama kuat geser sebesar 44.295 kg/m2 hingga 71,773 kg/m2. Tack coat jenis MC-250 ada penyebaran 0,2 l/m2 hinga 0,5 l/m2 akan menghasilkan kuat geser sebesar 22,115 kg/m2 hingga 41.115 kg/m2 pada perkerasan baru – baru sedang pada perkerasan lama – baru kuat geser sebesar 25.557 kg/m2 hingga 37.227 kg/m2. Kuat geser tack coat bahan CRS – 1 mempunyai kuat geser maksimum 65.417 kg/m2 pada penyebaran 0.3 l/m2 pada perkerasan baru – baru dan pada perkerasan lama – baru kuat geser maksimal sebesar 71.773 kg/m2 pada penyebaran 0,2 l/m2. kuat geser tack coat pada perkerasan baru – baru dengan bahan MC – 250 kuat geser maksimum 41.115 kg/m2 pada penyebaran 0,3 l/m2, sedang perkerasan lama – baru pada penyebaran 0,2 l/m2 kuat geser maksimum sebesar 37.277 l/m2. rekomendasi penggunaan tack coat jenis CRS 1 perkerasan baru – baru pada penyebaran 0,3 l/m2, sedang pada perkerasan lama – baru pada penyebaran 0,3 l/m2. rekomendasi untuk penggunaan tack coat jenis MC – 250 untuk perkerasan baru – baru pada penyebaran 0,3 l/m2, sedang perkerasan lama – baru pada penyebaran 0,2 l/m2.
Flexible Pavements of Ohio, (2001) memberikan rekomendasi yang berbeda akan
besarnya penyebaran tack coat pada perkerasan lentur, hal ini disesuaikan dengan iklim dan kondisi yang ada di Negara bagian Ohio yang tentunya berbeda dengan
iklim dan kondisi di Indonesia. Tabel II.12 memperlihatkan rekomendasi penyebaran tack coat pada beberapa jenis dan kondisi perkerasan aspal eksisting.
Tabel II.12 Rekomendasi Penyebaran Tack Coat pada Beberapa Jenis dan Kondisi Perkerasan Aspal Eksisting
Application Rate in liters/m2 (gallons/yd2) Existing Pavement
Condition
Residual Undiluted Diluted 1:1 with Water New HMA (0,03 - 0,04) 0,14 - 0,18 (0,05 - 0,07) 0,23 - 0,32 (0,10 - 0,13) 0,45 - 0,59 Oxidized HMA (0,04 - 0,06) 0,18 - 0,27 (0,07 - 0,10) 0,32 - 0,45 (0,13 - 0,20) 0,59 - 0,91 Milled HMA (0,06 - 0,08) 0,27 - 0,36 (0,10 - 0,13) 0,45 - 0,59 (0,20 - 0,27) 0,91 - 1,22 Milled PCC (0,06 - 0,08) 0,27 - 0,36 (0,10 - 0,13) 0,45 - 0,59 (0,20 - 0,27) 0,91 - 1,22 PCC (0,04 - 0,06) 0,18 - 0,27 (0,07 - 0,10) 0,32 - 0,45 (0,13 - 0,20) 0,59 - 0,91
Residuals: The application rate of just the asphalt binder content of the emulsion Undiluted: The application rate of the undiluted emulsion
Diluted 1:1 with Water: The application rate of an emulsion diluted 1:1 with water