ANALISIS RONGGA PADA ASPAL IRAN PEN 80/100 TERMODIFIKASI DENGAN KARET ALAM (NATURAL RUBBER) PADA CAMPURAN
ASPHALT CONCRETE-WEARING COURSE (AC-WC)
Oleh : Santri Arunika NIM 4111240008 Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sain
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
iii
ANALISIS RONGGA PADA ASPAL IRAN PEN 80/100 TERMODIFIKASI DENGAN KARET ALAM (NATURAL RUBBER) PADA CAMPURAN
ASPHALT CONCRETE – WEARING COURSE (AC-WC)
Santri Arunika (NIM. 4111240008)
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian tentang analisis rongga pada aspal Iran pen 80/100 termodifikasi dengan karet alam pada campuran Asphalt Concrete-Wearing Course (AC-WC). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan karet alam pada aspal termodifikasi terhadap karakteristik aspal dan pengaruh penambahan karet alam pada aspal termodifikasi pada nilai VIM, VMAdan VFA. Rongga dalam campuran (VIM) diberi rentang antara 3– 5,5%. Rongga dalam agregat (VMA) dibatasi minimal sebesar 15%. Sedangkan rongga terisi aspal (VFA) diberi nilai minimal sebesar 65%. VFA adalah bagian dari rongga yang berada di antara mineral agregat (VMA) yang terisi aspal efektif. Pembuatan sampel dilakukan dengan merefluks karet alam dengan xylene kemudian dimasukkan ke dalam aspal yang telah dipanaskan lalu ditambah dengan asam akrilat dan compatibilizer benzoil peroksida. Dalam pembuatan sampel digunakan komposisi sebanyak 0 phr, 1 phr, 2 phr, 3 phr, dan 4 phr untuk karet alam, 100 phr aspal, 0,25 phr asam akrilat, dan 0,0168 phr benzoil peroksida. Dilakukan uji persyaratan aspal pada masing-masing sampel yang meliputi, uji penetrasi, uji titik lembek, uji berat jenis, uji daktilitas, dan uji kehilangan berat aspal dan semua sampel telah memenuhi persyaratan. Pada pengujian sifat volumetrik aspal yang meliputi, perhitungan nilai VIM, VMA, dan VFA. Nilai rongga dalam campuran aspal pada penambahan 0 phr, 1 phr, 2 phr, 3 phr, dan 4 phr karet alam pada aspal diperoleh nilai sebesar 5,275%, 5,048%, 5,383%, 6,192%, dan 6,902%. Nilai rongga dalam agregat sebesar 19,110%, 19,010%, 19,357%, 20,033%, dan 20,673%. Sedangan nilai rongga terisi aspal pada aspal termodifikasi sebesar 72,396%, 73,447%, 72,189%, 69,089%, dan 66,616%. Kesimpulan dari penelitian ini adalah terdapat pengaruh penambahan karet alam pada aspal termodifikasi terhadap karakteristik aspal dan sifat volumetrik aspal atau nilai rongga pada aspal, dimana nilai rongga pada campuran aspal terendah pada penambahan 1 phr karet alam.
vi
1.6 Defenisi Operasional 6
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Aspal 7
2.2 Aspal Modifikasi Polimer 7
2.3 Persyaratan Aspal 9
2.4 Karakteristik Campuran Aspal 10
2.5 Pemeriksaan Aspal 13
2.5.1 Pemeriksaan Penetrasi Aspal 13 2.5.2 Titik Lembek/Lunak (Softening Point Test) 13 2.5.3 Pemeriksaan Kehilangan Berat Aspal (Thick Film Test) 14
2.5.4 Pemeriksaan Daktilitas Aspal 15 2.5.4 Pemeriksaan Berat Jenis Aspal (Specific Gravity Test) 15
vii
2.7 Agregat 16
2.7.1 Klasifikasi Agregat 16
2.7.2 Sifat Agregat 18
2.7.3 Gradasi Agregat 18
2.7.4 Ukuran Maksimum Partikel Agregat 19
2.7.5 Gradasi Agregat Gabungan 20
2.7.6 Daya Lekat terhadap Aspal 20
2.8 Metode Pengujian Marshall 21
2.9 Rongga diantara Mineral Agregat (VMA) 21 2.10 Rongga di dalam Campuran (VIM) 23 2.11 Rongga udara yang Terisi Aspal (VFA) 24
2.12 Karet Alam 25
2.13 Xylene 26
2.14 Asam Akrilat 26
2.15 Benzoil Peroksida 26
2.16 Spektroskopi FTIR (Fourier Transform Infra Red) 27
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 30
3.1.1 Tempat Penelitian 30
3.1.2 Waktu Penelitian 30
3.2 Alat dan Bahan 31
3.2.1 Alat Penelitian 31
3.2.2 Bahan Penelitian 31
3.3 Prosedur Penelitian 31
3.4 Pengujian Karakteristik Sifat Fisik Persyaratan Aspal
3.4.1 Uji Penetrasi 32
3.4.2 Uji Titik Lembek 33
3.4.3 Uji Berat Jenis 35
3.4.4 Uji Penurunan/Kehilangan Berat 35
viii
3.5 Pengujian Volumetrik Aspal 37
3.6 Diagram Alir Penelitian 40
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 41
4.1 Hasil Penelitian 41
4.1.1 Hasil Penelitian Sifat Fisik Aspal
4.1.2 Hasil Penelitian Sifat Fisika Aspal Termodifikasi dengan Karet
Alam 41
4.1.2.1 Pengujian Penetrasi Aspal 42 4.1.2.2 Pengujian Titik Lembek Aspal 42 4.1.2.3 Pengujian Penurunan/Kehilangan Berat Aspal 43 4.1.2.4 Pengujian Daktilitas Aspal 44 4.1.2.5 Pengujian Berat Jenis Aspal 45 4.1.3 Hasil Pengujian terhadap Sifat Volumetrik Aspal
4.1.3.1 Hasil Pengujian terhadap Sifat Volumetrik Aspal Murni 46
4.1.3.2 Hasil Pengujian terhadap Sifat Volumetrik Aspal Ternodifikasi dengan Karet Alam 46
4.1.3.3 Pengaruh Penambahan Karet Alam, Asam Akrilat dan Benzoil Peroksida terhadap Nilai VIM (Void in the Mix)
47
Benzoil Peroksida terhadap Nilai VFA (Void Filled with
Asphalt) 49
4.1.4 Hasil Pengujian FTIR 50
4.1.4.1 Hasil Pengujian FTIR pada Aspal dengan Penambahan 0
phr NR 50
4.1.4.2 Hasil Pengujian FTIR pada Aspal dengan Penambahan 1
ix
4.1.4.3 Hasil Pengujian FTIR pada Aspal dengan Penambahan 2
phr NR 51
4.1.4.4 Hasil Pengujian FTIR pada Aspal dengan Penambahan 3
phr NR 52
4.1.4.5 Hasil Pengujian FTIR pada Aspal dengan Penambahan 4
phr NR 52
4.2 Pembahasan Hasil Penelitian 53
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 55
5.2 Saran 56
xii
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Spesifikasi Persyaratan Aspal Iran Pen 80/100 9 Tabel 2.2 Amplop Gradasi Agregat Gabungan untuk Campuran Aspal 20 Tabel 2.3 Daerah Gugus Fungsi pada IR 28
Tabel 3.1 Waktu Penelitian 30
Tabel 3.2 Alat Penelitian 31
Tabel 3.3 Bahan Penelitian 31
Tabel 3.4 Komposisi Campuran Sampel Penelitian 32 Tabel 4.1 Hasil Pengujian Sifat Fisik Aspal Murni 41 Tabel 4.2 Hasil Pengujian Aspal Modifikasi dengan Penambahan Karet
Alam (KA), Asam Akrilat (AA), dan Benzoil Peroksida (BPO) 41 Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Volumetrik Aspal Murni 46 Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Volumetrik Aspal dengan Penambahan
x
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Ilustrasi Pengertian tentang VMA 23
Gambar 2.2 Ilustrasi Pengertian tentang VIM 24
Gambar 2.3 Skematis Berbagai Jenis Volume Beton Aspal 25
Gambar 2.4 Struktur Kimia Monomer Karet Alam 25
Gambar 2.5 Struktur Ruang 1,4 Cispoliisoprena 25
Gambar 2.6 Skema Alat Spektroskopi FTIR 28
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian 40
Gambar 4.1 Grafik Hubungan antara Nilai Penetrasi dan Campuran
Aspal-KA 42
Gambar 4.2 Grafik Hubungan antara Nilai Titik Lembek dan Campuran
Aspal -KA 43
Gambar 4.3 Grafik Hubungan antara Penurunan/Kehilangan Berat Aspal
dan Campuran Aspal-KA 44
Gambar 4.4 Grafik Hubungan antara Daktilitas Aspal dan Campuran
Aspal-KA 45
Gambar 4.5 Grafik Hubungan antara Berat Jenis Aspal dan Campuran
Aspal-KA 46
Gambar 4.6 Pengaruh Penambahan Karet Alam pada Aspal terhadap Nilai
VIM 48
Gambar 4.7 Pengaruh Penambahan Karet Alam pada Aspal terhadap Nilai
VMA 48
Gambar 4.8 Pengaruh Penambahan Karet Alam pada Aspal terhadap Nilai
VFA 49
Gambar 4.9 Hasil Pengujian FTIR pada Aspal dengan Penambahan 0 phr
NR 50
Gambar 4.10 Hasil Pengujian FTIR pada Aspal dengan Penambahan 1 phr
xi
Gambar 4.11 Hasil Pengujian FTIR pada Aspal dengan Penambahan 2 phr
NR 51
Gambar 4.12 Hasil Pengujian FTIR pada Aspal dengan Penambahan 3 phr
NR 52
Gambar 4.13 Hasil Pengujian FTIR pada Aspal dengan Penambahan 4 phr
57
DAFTAR PUSTAKA
Airey, G.D. (2002) . Rheological Evaluation Of Eva Polymer Modifie Bitumens, J. Construction & Building Materials, v16 : 473-487.
Amalia, M. (2012), Analisis Penggunaan Bahan Aditif Jenis Polimer terhadap Kinerja Campuran Aspal Panas dengan Tambahan Variasi BGA (Buton Granular Asphalt). UI : Depok.
Ananta, K.H. (2011). Aspal Modifikasi. Universitas Lampung : Lampung.
Asnawi.(2011). Pemanfaatan Polietilena Densitas Rendah (LDPE) Bekas Sebagai Bahan Aditif Dalam Pembuatan Aspal Polimer Dengan Adanya Dikumil Peroksida Dan Divenil Benzena. Program Pasca Sarjana Universitas Sumatera Utara: Medan.
Chusna, S. F. (2002). Kajian Pembuatan Karet Siklo Berbobot Molekul Rendah. Institut Pertanian Bogor : Bogor.
Cowd M.A. (1991). Kimia Polimer. Bandung : Penerbit ITB.
Departemen Pekerjaan Umum. (2007). Spesifikasi Umum Jalan dan Jembatan. Indonesia. Departemen Pekerjaan Umum : Jakarta.
Departemen Pekerjaan Umum. (2008). Petunjuk Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Jalan Raya dengan Metode Analisa Komponen. Departemen Pekerjaan Umum : Jakarta.
Direktorat Jenderal Bina Marga. (2010). Perkerasan Aspal. Departemen Pekerjaan Umum : Jakarta.
Faisal, A. (2011). Pengembangan Proses Degradasi Karet Alam Menggunakan Lindi Hitam Sebagai Bahan Tambahan Aspal Termodifikasi. IPB : Bandung.
Fannisa, H dan Moh. W, (2010), Perencanaan Campuran Aspal Beton dengan Menggunakan Filler Kapur Padam. Universitas Diponegoro : Semarang.
Fatmawati, L. (2013), Kinerja Aspal Pertamina Pen 60/70 dan Aspal BNA Blend 75/25 pada Campuran Aspal Panas AC-WC. Jurnal Teknik Sipil. v18(1) : 13-21.
Fatmawati, S. (2011). Analisa Sifat Bahan Dasar Pembentuk Campuran Aspal Modifikasi Polimer Akibat Perendaman Air Rob.UI :Depok .
58
Fessenden. (1997). Kimia Organik Jilid 1 Edisi Ketiga, Erlangga : Jakarta.
Giavarini C., Paolo D, Marco L.S. dan Marco S. (1996). Production Of Stable Polypropylene Modified Bitumens. Journal Of Fuel, v75 (6) : 681-686.
Harseno, E dan Daryanto E. (2008), Tinjauan Tinggi Tekanan Air di Bawah Bendung dengan Turap dan Tanpa Turap pada Tanah Berbutir Halus. Majalah Ilmiah UKRIM Edisi2/th XIII. UKRIM : Yogyakarta.
Honggokusumo. (1978). Pengetahuan Lateks : Kursus Pengolahan Barang Jadi Karet. Balai Penelitian Perkebunan Bogor : Bogor.
Ing, T.L., Deni S., Ronald S., (2013), Pengaruh Penggunaan PS Ball pada Campuran Beton Aspal. Simposium Nasional RAPI XII-FT UMS.Bandung: Universitas Kristen Maranatha.
Karismawan, G.E., (2014). Defenisi Apal.https://id.scribd.com/doc/Definisi-Aspal
Kett, I. (1998). Asphalt Materials and Mix Design Manual, California State University : Los Angeles California.
Marcott, C. (1986). Material Characterization Hand Book vol. 10: Infrared Spektroskopy. ASM International : Amerika.
Napitu,W.S., (2006). Kerusakan yang Timbul pada Jalan Raya Akibat Beban Angkutan yang Melebihi dari yang Ditetapkan. Jurnal Sistem Teknik Industri. v7 :104.
Rianung, S. 2007. Kajian Laboratorium Pengaruh Bahan Tambah Gondorukem pada Asphalt Concrete-Binder Course (AC-BC) Tehadap Nilai Propertis Marshall dan Durabilitas, Tesis S-2 Program Pascasarjana Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Semarang.
Ritonga, Winsyahputra. (2013). Modifikasi Aspal dengan Menggunakan Karet Alam Siklit (Cyclic Natural Rubber), Tesis S-2 Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara. Medan.
Sari, N.P. (2003). Analisis Kondisi Trotoar dan Kerusakan Perkerasan pada Beberapa Ruas Jalan di Kota Malang. Universitas Negeri Malang : Malang.
Shinigami, G. (2013). Rumus Kimia Aspal. https://id.scribd.com/doc/Rumus-Kimia-Aspal
59
Sikernas dan BPOM RI. (2011). Xylene. http://cameochemicals.noaa.gov/chemical/17021
Sikernas dan BPOM RI. (2012). Asam Akrilat (Acrylic Acid). http://www.sciencelab.com/xMSDS-Acrylic_Acid-9922794
Skoog, Holler, Nieman. (1998). Principle of Instrumental Analysis. ASM International : Amerika.
SNI 06-2489-1991. Metode Pengujian Campuran Aspal dengan Alat Marshall. BSN: Jakarta.
SNI 6749:2008. Spesifikasi Lapis Tipis Aspal Pasir (Latasir).BSN : Jakarta.
Sukirman, S. (1992). Perkerasan Lentur Jalan Raya. Nova : Jakarta.
Sukirman, S. (2003). Beton Aspal Campuran Panas. Granit : Jakarta.
Sulistiyatno, A., Mohammad D.S.R.F, Indrasurya B.M, Anak A.K, Mahendra A. M. (2012). Studi Pengaruh Genangan Air Terhadap Kerusakan Jalan Aspal dan Perencanaan Subdrain untuk Ruas Jl. Rungkut Industri Raya, Jl. Rungkut Kidul Raya, Jl. Jemur Sari, Jl. Nginden Raya, Jl. Manyardan Jl. Mulyosari Raya. Jurnal Teknik Pomits. v1 :1-6.
Suroso, T.W. (2001). Faktor-Faktor Penyebab Kerusakan Dini pada Perkerasan Jalan.Jurnal Puslitbang Jalan dan Jembatan : Bandung.
Triwijoso S.U. dan Siswantoro, O. (1989). Pedoman Teknis Pengawetan dan Pemekatan Lateks Hevea. Balai Penelitian Perkebunan Bogor : Bogor.
55
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian dapat diambil kesimpulan dari penelitian yang telah dilakukan sebagai berikut:
1. Terdapat pengaruh penambahan karet alam pada aspal termodifikasi terhadap karakteristik aspal. Penetrasi aspal dengan spesifikasi aspal pen 80/100 berubah menjadi penetrasi aspal dengan spesifikasi 200/300, nilai titik lembek aspal dan berat jenis aspal menjadi lebih rendah dibandingkan dengan nilai titik lembek aspal murni, penambahan variasi komposisi karet alam mengakibatkan semakin tinggi nilai penurunan berat aspal, dan nilai daktilitas aspal mengalami peningkatan seiring bertambahnya variasi karet alam yang digunakan.
2. Nilai rongga dalam campuran aspal atau VIM mengalami penurunan pada aspal termodifikasi dengan penambahan 1 phr karet alam. Rongga dalam campuran aspal pada penambahan karet alam yakni sebesar 0 phr, 1 phr, 2 phr, 3 phr dan 4 phr yakni 5,275%, 5,048%, 5,384%, 6,192%, dan 6,902%. Persyaratan nilai VIM berkisar antara 3-5,5%, sehingga nilai VIM pada penambahan 3 phr dan 4 phr karet alam tidak memenuhi persyaratan. 3. Nilai rongga diantara agregat atau VMA mengalami penurunan pada aspal
termodifikasi dengan penambahan 1 phr karet alam. Rongga diantara agregat pada penambahan karet alam sebesar 0 phr, 1 phr, 2 phr, 3 phr dan
56
5.2 Saran
Untuk penelitian selanjutnya diharapkan :
1. Menambahkan filler ke dalam aspal yang berfungsi untuk mengisi rongga yang terdapat pada aspal.
2. Memperhatikan proses pencampuran aspal dengan karet alam sehingga diperoleh hasil sampel yang homogen.
3. Menambahkan variasi karet alam pada aspal dengan jumlah kurang dari 20 gram atau 1 phr.
