Tingkat Penetrasi Aspal
4.2.7 Hubungan antara sifat-sifat fisik aspal dengan perilaku campuran aspal panas
Selain sifat agregat dan komposisi campuran, kinerja perkerasan sangat dipengaruhi oleh sifat fisik dan kimia aspal. Aspal adalah material yang bersifat viskoelastis, hal ini berarti bahwa sifat aspal selalu berubah tergantung pada temperatur selama proses pencampuran dan pemadatan. Gambar 9 mengilustrasikan pengaruh sifat fisik aspal selama pencampuran, pemadatan dan masa pelayanan campuran beraspal.
4.2.7.1 Pengaruh sifat aspal selama masa produksi dan penghamparan
Sifat - sifat aspal memberikan pengaruh selama masa konstruksi, yaitu baik pada masa pencampuran dan pengangkutan maupun pada masa penyebaran dan pemadatannya. a) Pengaruh sifat aspal pada pencampuran dan pengangkutanSelama pencampuran aspal harus cukup encer untuk menyelimuti agregat dengan cepat dan menyeluruh (biasanya dalam waktu 30 detik). Masa pencampuran yang lama yang dimaksudkan untuk mendapatkan homogenitas campuran justru akan merubah sifat dan merusak aspal. Untuk itu, aspal harus dipanaskan pada
temperatur tertentu agar penyebaran dan penyelimutan aspal pada agregat berlangsung secepat mungkin. Tetapi temperatur pemanasan aspal yang terlalu tinggi juga tidak baik karena dapat menyebabkan tingginya oksidasi yang terjadi dan pada akhirnya akan menurunkan mutu campuran. Selain itu, apabila temperatur aspal terlalu tinggi aspal akan mengalir kembali keluar dari dalam agregat baik pada saat pengangkutan maupun selama waktu tunggu sebelum campuran tersebut dihamparkan. Hal ini akan menyebabkan bervariasinya kadar aspal dalam campuran. Oleh karena itu pencampuran aspal dengan agregat sebaiknya dilakukan pada temperatur dimana viskositas aspal 170±20 cst.
Gambar 9 Pengaruh sifat fisik aspal selama masa konstruksi dan pelayanan (Shell, 1995)
b) Pengaruh sifat aspal pada masa penghamparan dan pemadatan
Pada saat campuran beraspal dimuat ke atas mesin penyebar (paver) dan selama masa operasional penghamparan, temperatur campuran akan menurun dengan agak cepat. Dua faktor yang mempengaruhi turunnya temperatur ini adalah kecepatan angin dan ketebalan penghamparan lapisan. Untuk menghindari kesulitan pada pemadatan dan kerusakan pada lapis beraspal yang dihampar, pemadatan sebaiknya dilakukan pada temperatur dimana viskositas aspal adalah 280±30 cst. Apabila pemadatan dilakukan pada viskositas aspal lebih besar dari 310 cst, kemungkinan akan terjadi perpindahan material ke arah samping sehingga ketebalan lapisan akan berubah. Sebaliknya apabila pemadatan dilakukan pada viskositas aspal lebih kecil dari 250 cst, material campuran telah cukup kaku sehingga sulit untuk dipadatkan atau bahkan akan menghancurkan campuran tersebut.
Besarnya rentang temperatur pencampuran dan pemadatan berbeda-beda untuk setiap jenis aspal dan besarnya sangat dipengaruhi oleh nilai IP aspal yang digunakan. Dari Gambar 9 dapat dilihat bahwa aspal dengan kepekaan terhadap temperatur yang tinggi (PI kecil ) memiliki rentang temperatur untuk pencampuran dan pemadatan yang kecil pula dan sebaliknya.
D e fo rm as i (m m )
4.2.7.2 Pengaruh sifat-sifat aspal pada masa pelayanan
Setelah pencampuran, penghamparan dan pemadatan, kinerja perkerasan pada masa pelayanan harus dipertimbangkan. Kondisi kritis dari kinerja perkerasan biasanya terjadi pada temperatur di atas 50o C atau pada temperatur rendah (< 5o C). Pada temperatur tinggi masalah yang sering terjadi adalah deformasi dan jembul, sedangkan pada temperatur rendah masalah yang sering terjadi adalah retak dan lepasnya partikel halus dari permukaan perkerasan.
a) Pada temperatur lingkungan yang tinggi
Aspal dengan sifat konduktifitas termalnya yang rendah, pada temperatur tinggi akan mudah mengalami deformasi plastis yang disebabkan oleh beban lalu-lintas. Hal ini terjadi terutama di tempat-tempat yang mengalami percepatan pergerakan, pengereman dan tikungan. Faktor utama yang mempengaruhi deformasi plastis adalah komposisi campuran dan viskositas aspal. Indeks Penetrasi (IP) aspal adalah suatu indikator yang dapat digunakan untuk mengetahui ketahanan campuran terhadap deformasi. Aspal dengan IP yang tinggi akan memiliki ketahanan terhadap deformasi yang tinggi pula seperti yang diilustrasikan pada Gambar 10.
1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 -1 1 3 5 7 Indeks Penetrasi
Lab. WT Lap.LL Teoritis
Gambar 10 Hubungan antara IP dan deformasi campuran beraspal (Shell,1995)
Bila kadar aspal dalam campuran terlalu tinggi atau rongga udara yang terlalu kecil, konsolidasi agregat yang terjadi dalam campuran aspal akibat beban lalu-lintas akan menyebabkan jembul dan naiknya aspal ke permukaan perkerasan campuran beraspal. Gejala ini kebanyakkan terjadi pada temperatur tinggi, sehingga pembatasan titik lembek aspal pada temperatur 50oC diharapkan dapat mengantisipasi masalah ini.
b) Pada temperatur lingkungan yang rendah
Pada temperatur rendah, retak adalah jenis kerusakan yang biasanya terjadi. Gejala ini berhubungan langsung dengan modulus kekakuan aspal dan campuran beraspal. Selama musim dingin perkerasan akan berkontraksi, tetapi karena struktur perkerasan biasanya terbatasi atau terhalangi untuk berkontraksi maka panjangnya relatif tidak dapat berubah. Tegangan tarik yang terjadi akibat beban lalu lintas akan menyebabkan retak memanjang pada struktur perkerasan tersebut. Penggunaan
aspal yang memiliki kepekaan terhadap temperatur yang rendah (IP tinggi) dapat mengurangi resiko ini.
Selain retak, pelepasan agregat halus dari permukaan perkerasan (fretting) mungkin juga terjadi. Hal ini dapat terjadi karena aspal yang dipakai memiliki tingkat kekakuan yang cukup tinggi. Pelepasan ini mungkin juga terjadi pada musim penghujan. Banyak faktor yang mempengaruhi pelepasan ini, antara lain kadar aspal dalam campuran dan tingkat pemadatan. Pelepasan agregat dapat pula disebabkan oleh hilangnya ikatan antara agregat dengan aspal atau terlalu getasnya film aspal yang memberikan ikatan antar agregat. Kondisi yang pertama tidak akan terjadi bila menggunakan aspal dan agregat yang memenuhi spesifikasi. Pelepasan ini biasanya ditimbulkan oleh tingkat pemadatan yang rendah atau kadar aspal dalam campuran yang terlalu rendah. Semakin tinggi angka penetrasi aspal semakin rendah kekakuan aspal tersebut pada temperatur rendah sehingga resiko pelepasan agregat halus akan semakin kecil.
4.3 Agregat
Agregat atau batu, atau granular material adalah material berbutir yang keras dan kompak. Istilah agregat mencakup antara lain batu bulat, batu pecah, abu batu, dan pasir. Agregat mempunyai peranan yang sangat penting dalam prasarana transportasi, khususnya dalam hal ini pada perkerasan jalan. Daya dukung perkerasan jalan ditentukan sebagian besar oleh karakteristik agregat yang digunakan. Pemilihan agregat yang tepat dan memenuhi persyaratan akan sangat menentukan dalam keberhasilan pembangunan atau pemeliharaan jalan.