PENGARUH DAKTILITAS ASPAL TERHADAP KEKUATAN LAPISAN PERMUKAAAN JALAN DENGAN UJI MARSHALL

(1)

PENGARUH DAKTILITAS ASPAL TERHADAP

KEKUATAN LAPISAN PERMUKAAN JALAN DENGAN

UJI MARSHALL

(Komunitas Bidang Ilmu : Teknik Transportasi)

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan pada Program Studi Strata I Pada Jurusan Teknik Sipil

AGUS L. RISMAYANTO

1.30.03.007

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

(2)

v

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

ABSTRAK ... iii

DAFTAR ISI... v

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ... vii

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL... ix

DAFTAR LAMPIRAN... x BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang... 1-1 1.2 Tujuan penulisan ... 1-2 1.3 Permasalahan ... 1-2 1.4 Lingkup penulisan... 1-3 1.5 Metode penulisan ... 1-3 1.6 Manfaat penulisan ... 1-5 BAB II. STUDI PUSTAKA

2.1 Aspal ... 2-1 2.1.1 Sifat kimiawi aspal... 2-1 2.1.2 Kepekaan aspal terhadap temperatur ... 2-3 2.1.3 Fungsi aspal sebagai material perkerasan jalan ... 2-5 2.1.4 Pemeriksaan sifat aspal ... 2-6 2.2 Agregat... 2-7 2.2.1Jenis agregat ... 2-7 2.2.1.1Agregat butir kasar... 2-7 2.2.1.2Agregat butir halus... 2-10 2.2.1.3Material filler ... 2-11 BAB III. METODE PENELITIAN

3.1 Pengujian Agregat... 3-1 3.1.1Analisis agregat halus dan kasar ... 3-1 3.1.2Pengujian berat jenis dan penyerapan agregat ... 3-4 3.1.2.1Pengujian berat jenis dan penyerapan agregat kasar... 3-4 3.1.2.2Pengujian berat jenis dan penyerapan agregat halus... 3-6 3.1.3Pengujian berat isi agregat ... 3-7 3.1.4Pengujian keausan agregat dengan alat abrasi Los Angeles ... 3-10 3.1.5Pengujian kelekatan agregat terhadap aspal... 3-12 3.1.6Pengujian pelapukan agregat dengan sodium silikat atau

magnesium sulfat ... 3-13 3.2 Pengujian Aspal ... 3-16 3.2.1Pengujian penetrasi aspal ... 3-16 3.2.2Pengujian berat jenis aspal ... 3-17 3.2.3Pengujian titik lembek aspal ... 3-18 3.2.4Pengujian daktilitas aspal... 3-19 3.2.5Pengujian kehilangan berat akibat pemanasan dengan Thin-Film

(3)

vi

3.2.6Pengujian viskositas ... 3-22 3.3Perencanaan Campuran Marshall... 3-26 3.4Perhitungan Jumlah Sample Yang Diperlukan Untuk Tiap-Tiap

Komponen Pengujian ... 3-31 3.5Program Kerja Penelitian ... 3-32

BAB IV. ANALISA DATA

4.1Marshall test ... 4-1 4.1.1Analisa rongga dan nilai stabilitas aspal penetrasi 40-60 ... 4-1 4.1.2Analisa rongga dan nilai stabilitas aspal penetrasi 60-70 ... 4-6 4.1.3Analisa rongga dan nilai stabilitas aspal penetrasi 85-100 ... 4-11 4.2Analisa grafik ... 4-32

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1Kesimpulan ... 5-1 5.2Saran... 5-4

(4)

vii

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN

Bk = Berat sample kering oven

Bj = berat sample kering-permukaan jenuh

Ba = Berat uji kering-permukaan jenuh didalam air B = berat piknometer berisi air

Bt = berat piknometer berisi sample dan air FK = faktor koreksi. FK = 2,18.

SFS = ketentuan saybolt furol yang telah dikoreksi dalam detik. SSD = Saturated surface dry

SG = specific grafity

VIM = volume pori dalam campuran

VMA = volume pori antar agregat dalam campuran VFA = volume pori antar agregat yang terisi aspal CST = centi stokes

AASHTO = American Association of State Highway and Trasnportation Official

BS = British standard

(5)

viii

[image:5.612.133.492.150.622.2]

DAFTAR GAMBAR

Gambar

1.1 Kerangka pikir penelitian 3.1 Bagan alir metode penelitian

4.1 Penentuan kadar aspal optimum aspal pen 40 – 60 4.2 Penentuan kadar aspal optimum aspal pen 60 – 70 4.3 Penentuan kadar aspal optimum aspal pen 85 – 100

4.4 Hubungan kadar aspal optimum dengan (VIM, VMA, VFA) 4.5 Hubungan kadar aspal optimum dengan (Stabilitas, Flow) 4.6 Hubungan kadar aspal optimum dengan Quotient Marshall 4.7 Hubungan penetrasi dengan (VIM, VMA, VFA)

4.8 Hubungan penetrasi dengan (Stabilitas, Flow) 4.9 Hubungan penetrasi dengan Quotient Marshall

4.10 Hubungan daktilitas campuran (50 % aspal– 50 % filler) dengan (VIM, VMA, VFA)

4.11 Hubungan daktilitas campuran (50 % aspal– 50 % filler) dengan (Stabilitas, Flow)

4.12 Hubungan daktilitas campuran (50 % aspal– 50 % filler) dengan Quotient Marshall

L-1 Hubungan antara suhu dengan CST aspal pen 40 – 60 L-2 Hubungan antara suhu dengan CST aspal pen 60 – 70 L-3 Hubungan antara suhu dengan CST aspal pen 85 – 100 L-4 Pemeriksan daktilitas aspal penetrasi 40 – 60

L-5 Pemeriksan daktilitas aspal penetrasi 40 – 60 L-6 Pemeriksan daktilitas aspal penetrasi 40 – 60

(6)

ix

DAFATAR TABEL

Tabel

3.1 Contoh perhitungan analisis saringan agregat halus 3.2 Contoh perhitungan analisis saringan agregat sedang 3.3 Contoh perhitungan analisi saringan agregat kasar 3.4 Contoh perhitungan berat isi agregat

3.5 Contoh perhitungan pengujian keausan dengan alat los angeles 3.6 Fraksi agregat

3.7 Suhu pengujian 3.8 Kalibrasi viscosimeter 3.9 Pilihan media

3.10 Viscosity kinematik centi stokes 3.11 Spesifikasi material

3.12 Koreksi nilai stabilitas

4.1 Pembuatan campuran marshall test aspal penetrasi 40 – 60 4.2 Analisa rongga dan nilai stabilitas aspal penetrasi 40 – 60 4.3 Penentuan kadar aspal optimum aspal penetrasi 40 – 60 4.4 Pembuatan campuran marshall test aspal penetrasi 60 – 70 4.5 Analisa rongga dan nilai stabilitas aspal penetrasi 60 – 70 4.6 Penentuan kadar aspal optimum aspal penetrasi 60 – 70 4.7 Pembuatan campuran marshall test aspal penetrasi 85 – 100 4.8 Analisa rongga dan nilai stabilitas aspal penetrasi 85 – 100 4.9 Penentuan kadar aspal optimum aspal penetrasi 85 – 100 4.10 Nilai kadar aspal optimum

4.11 Nilai penetrasi 4.12 Nilai daktilitas

(7)

x

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran

Pengujian agragat

1 Berat jenis dan penyerapan agregat kasar 2 Berat jenis dan penyerapan agregat kasar 3 Pengujian berat isi agregat

4 Keausan agregat dengan alat abrasi los angeles

5 Pelapukan agregat dengan sodium silikat atau magnesium sulfat Pengujian aspal

1 Penetrasi bahan-bahan bitumen aspal penetrasi 40 – 60 2 Penetrasi bahan-bahan bitumen aspal penetrasi 60 - 70 3 Penetrasi bahan-bahan bitumen aspal penetrasi 85 - 100 4 Berat jenis bahan-bahan bitumen aspal penetrasi 40 – 60 5 Berat jenis bahan-bahan bitumen aspal penetrasi 60 - 70 6 Berat jenis bahan-bahan bitumen aspal penetrasi 85 – 100 7 Titik lembek bahan-bahan bitumen aspal penetrasi 40 – 60 8 Titik lembek bahan-bahan bitumen aspal penetrasi 60 - 70 9 Titik lembek bahan-bahan bitumen aspal penetrasi 85 - 100 10 Daktilitas bahan-bahan bitumen aspal penetrasi 40 – 60 11 Daktilitas bahan-bahan bitumen aspal penetrasi 60 - 70 12 Daktilitas bahan-bahan bitumen aspal penetrasi 85 - 100 13 Kehilangan berat akibat pemanasan aspal penetrasi 40 – 60 14 Kehilangan berat akibat pemanasan aspal penetrasi 60 - 70 15 Kehilangan berat akibat pemanasan aspal penetrasi 85 - 100 16 Viskositas aspal penetrasi 40 – 60

17 Viskositas aspal penetrasi 60 - 70 18 Viskositas aspal penetrasi 85 – 100

(8)

2-1

BAB II

STUDI PUSTAKA

2.1. ASPAL

Aspal adalah bahan alam dengan komponen kimia utama hidrokarbon, hasil explorasi dengan warna hitam bersifat plastis hingga cair, tidak larut dalam larutan asam encer dan alkali atau air, tetapi larut sebagian besar dalam aether, CS2 bensol dan chloroform.

Aspal yang digunakan dalam perkerasan jalan, terdiri dari beberapa jenis, yaitu :

− Aspal Alam : Aspal gunung (Rock Asphalt), Aspal Danau (Lake

Asphalt)

− Aspal Buatan : Aspal minyak, Ter (jarang dipakai sebagai bahan

perkerasan, karena cepat mengeras) Kedua macam aspal terdapat dalam keadaan :

− Murni atau hampir murni :

Bermuda Lake Asphalt, berbentuk cair.

Gilsonite, Granhanite, Glance Pitch, bebertuk asphaltites (keras).

− Bercampur dengan mineral :

Buton Aspal, berbentuk padat.

Trinidad Lake Asphalt, berbentuk cair.

(9)

2 - 2

2.1.1 Jenis Aspal

1."Aspal Minyak (Petrolium Asphalt)

Berbentuk padat atau semi padat sebagai cikal bakal bitumen, yang diperoleh dari penirisan minyak.

Aspal minyak dibedakan menjadi :

− Aspal keras panas (Asphalitic-Cement,AC)

Aspal ini berbentuk padat pada temperatur ruangan. Di Indonesia aspal semen dibedakan dari nilai penetrasinya, misal : AC dengan penetrasi 40/50, 60/70, 85-100*). Aspal dengan penetrasi rendah digunakan di daerah cuaca panas atau lalulintas dengan volume tinggi, sedangkan aspal sengan penetrasi tinggi digunakan ditempat bercuaca dingin atau lalulintas dengan volume rendah.

−Aspal dingin-cair (cut-back Asphalt)

Aspal ini digunakan dalam keadaan cair dan dingin. Aspal dingin adalah campuran pabrik antara aspal panas dengan bahan pengencer dari hasil penyulingan minyak bumi. Berdasarkan bahan pengencer dan kemudahan menguap, bahan pelarutnya, aspal dingin dibedakan menjadi :

Jenis RC (Rapid Curing) : bahan pengencer bensin dengan RC0

sampai RC5**)

Jenis MC (Medium Curing) : bahan pengencer minyak tanah

(Kerosene) dengan MC0 sampai MC5.

Jenis SC (Slow Curing) : bahan pengencer solar dengan SC0

(10)

2 - 3

CATATAN

*) AC 60/70 berarti bahwa pada percobaan penetrasi dengan jarum, menggunakan beban 100 gram, pada temperatur 250 ( 770 F ) setelah 5 detik, jarum penetrasi turun antara 60 x 0,01 cm dan 70 x 0,01 cm.

**) semakin besar indeks, semakin banyak mengandung aspal, dan semakin kental.

−Aspal Emulsi (Emulsion Asphalt)

Disediakan dalam bentuk emulsi, dapat digunakan dalam keadaan dingin. Dibedakan dua jenis emulsi :

Kationik (aspal emulsi asam), emulsi bermuatan arus listrik positif.

Anionik (aspal emulsi alkali), emulsi bermuatan arus listrik negatif.

Berdasarkan bahan emulsifier ditambah air, dibedakan :

Tipe RS (rapid setting) : RS1

Tipe MS (medium setting) : MS1 sampai MS3

Tipe SS (slow setting) : SS1

2."Aspal Batu Buton

Aspal ini merupakan aspal alam, yang terjadi karena adanya minyak bumi yang mengalir keluar melalui retak-retak kulit bumi. Setelah minyak menguap, maka tinggal aspal yang melekat pada batuan yang dilalui. Kadar aspal pada Aspal Batu Beton berkisar antara 10%-25%.

Sebagai bahan pelunak biasanya digunakan flux oil, sebanyak 3%-4% berat total campuran.

2.1.2 Sifat kimiawi Aspal

(11)

2 - 4

meneliti komponen-komponen pembentuk aspal. Komponen fraksional pembentuk aspal dikelompokan berdasarkan karakteristik reaksi yang sama.

Metode rolster menetukan komponen fraksional aspal melalui daya larut aspal didalam asam belerang (sulfuric acid). Terdapat 5 komponen fraksional aspal berdasarkan daya reaksi kimiawinya didalam asam sufuric acid, yaitu :

− Asphaltenes (A)

− Nitrogen bases (N)

− Acidaffin I (A1)

− Acidaffin II (A2)

− Paraffin (P)

Secara garis besar komposisi kimiawi aspal terdiri atas asphaltenes, resins

dan oil. Asphaltenes terutama terdiri dari senyawa hidrokarbon, merupaka material berwarna hitam atau coklat tua yang tidak larut dalam n-haptane.

Asphaltenes larut dalam heptane, merupakan cairan kental yang terdiri atas resins

dan oil. Resins adalah cairan berwarna kuning atau coklat tua yang memberikan sifat adhesi dari aspal, merupakan bagian yang mudah hilang atau berkurang selama pelayanan jalan. Sedangkan oil yang berwarna lebih muda merupakan media dari asphaltenes dan resins.

(12)

2 - 5

2.1.3 Kepekaan Aspal Terhadap Temperatur

Aspal adalah material yang termoplastis, berarti akan menjadi keras atau lebih kental jika temperatur berkurang dan akan lunak atau lebih cair jika temperatur bertambah. Sifat ini dinamakan kepekaan terhadap perubahan temperatur kepekaan terhadap temperatur dari setiap jenis aspal berbeda-beda, yang dipengaruhi oleh komposisi kimiawi aspalnya, walaupun mungkin mempunyai nilai penetrasi atau viskositas yang sama pada temperatur tertentu.

Kepekaan terhadap tempaeratur akan menjadi dasar perbedaan umur aspal untuk menjadi retak/mengeras. Parameter kepekaan aspal terhadap temperatur adalah indeks penetrasi (penetration indek = PI)

B R B R

T

C Pen Pen

PI PI

&

0 & log 25

log 50 10

20 −

= + −

Dimana :

PI = Indeks penetrasi

T R & B = Temperatur titik lembek aspal, 0C

Pen 250 C = Nilai penetrasi pada suhu 250 C, pada pembebanan selama 5 detik dengan beban 100 gram

Pen R & B = Nilai penetrasi pada suhu T R & B, pada pembebanan selama 5 detik dengan beban 100 gram. Jika tak terdapat data, nilai ini dapat diasumsikan sama dengan 800.

(13)

2 - 6

2.1.4 Fungsi Aspal Sebagai Material Perkerasan Jalan

Aspal yang digunakan sebagai material perkerasan jalan berfungsi sebagai :

− Bahan pengikat, memberikan ikatan yang kuat antara aspal dan agregat

dan antara sesama aspal.

− Bahan pengisi, mengisi rongga antar butir agregat dan pori-pori yang ada

didalam butir agregat itu sendiri

Untuk dapat memenuhi kedua fungsi aspal itu dengan baik, maka aspal haruslah memiliki sifat adhesi dan kohesi yang baik, serta pada saat dilaksanakannya mempunyai tingkat kekentalan tertentu.

2.1.5 Pemeriksaan Sifat Aspal

Pemeriksaan aspal perlu dilakukan untuk menentukan sifat fisik dan kimiawi aspal. Secara garis besar sesuai tujuannya, pemeriksaan aspal dapat dikelompokan atas 6 kelompok pengujian diantaranya :

1. Pengujian untuk menentukan komposisi aspal

2. Pengujian untuk mendapatkan data yang berguna bagi keselamatan kerja. 3. Pengujian konsistensi aspal

4. Pengujian durabilitas aspal

5. pengujian kemampuan mengikat aspal

(14)

2 - 7

2.2. AGREGAT

Berdasarkan ukuran besar butiran dibedakan sebagai agregat kasar, dengan ukuran butiran > ¼ inci (6,35 mm) yaitu bahan yang tertahan pada saringan no.4 dan agregat halus, bahan yang lolos saringan no.4 dan tertahan pada saringan no.200 (0,075 mm). Yang lolos saringan no.200 dikategorikan sebagai abu batu. Secara spesifik dimensi butiran, pasir termasuk agregat halus.

2.2.1 Jenis Agregat

2.2.1.1 Agregat berbutir kasar

Sifat-sifat agregat berbutir kasar

a. Kekuatan dan keawetan

Agregat adalah merupakan elemen perkerasan jalan yang mempunyai kandungan 90-95 % acuan berat, dan 75-85 % acuan volume dari komposisi perkerasan, sehingga otomatis menyumbangkan faktor kekuatan utama dalam perkerasan jalan. Berfungsi sebagai penstabil mekanis, agregat harus mempunyai suatu kekuatan dan kekerasan, untuk menghindarkan terjadinya kerusakan akibat beban lalu lintas.

Sifat kekuatan dan keawetan dipengaruhi oleh :

− Gradasi,

− Kompak dan keras (toughness),

− Ukuran maksimum,

− Kadar lempung,

− Bentuk butir, dan

(15)

2 - 8

Gradsi seragam (uniform graded), dari komposisi butiran, akan menghasilkan suatu kepadatan yang bervariasi akibat kontak butir sebagian, sedang stabilitas tergantung pada sifat penyekatan (confined).

Gradasi baik (well graded), memberikan suatu keadaan kepadatan dan stabilitas yang baik akibat kontak butir yang hampir menyeluruh pada bidang permukaan.

Gradasi jelek (poor graded), kondisi yang terburuk karena kontak butir buruk mengakibatkan kepadatan rendah dan stabilitas kecil.

Untuk mengukur kekompakan dan kekerasan diukur dengan ASTM D3 dengan persyaratan minimum 3, dan kehilangan berat didekati dengan angka abrasi yang diperoleh dari hasil Los Angeles Abrasion test, indikasinya bila abrasi memberikan keausan lebih dari 50 %, agregat dinyataka tidak baik untuk dijadikan bahan perkerasan jalan.

Elemen perkerasan terdiri dari komposisi butiran yang terdistribusi dari ukuran besar sampai kecil. Sehingga bilamana ada ukuran butiran melebihi tebal lapisan ada sebagian permukaan yang tidak akan terselimuti oleh aspal. Hal ini dibatasi dengan persyaratan ukuran maksimum agregat ½ atau 1/3 dari tebal lapisan, atau bila dibalik tebal lapisan diambil 2 atau 3 dari diameter butir maksimum.

(16)

2 - 9

Bentuk butir sebenarnya sangat menentukan kekuatan selain gradasi, kekompakan, dan kekerasan. Bentuk butir bisa bundar, lonjong, kubus, pipih atau bahkan tidak beraturan.bentuk yang bundar relatif kurang stabil dibandingkan permukaan dengan bidang patah.

Tekstur permukaan penting diperhatikan, dalam hal ini ikatan adhesi antara agregat dan aspal. Tekstur yang licin dan kesat sebenarnya mudah untuk ditempeli lapis tipis aspal, namun adhesinya kecil untuk mempertahankan lapis film

tersebut. Jadi makin kasar tekstur, makin besar stabilitas dan ketahanan perkerasan jalan.

b. Kemudahan melekatnya aspal pada agregat

Kemudahan melekatnya aspal pada agregat, dipengaruhi oleh :

− Jenis agregat,

− Porositas, dan

− Meterial yang melapisi permukaan.

Makin bervariasinya jenis batuan agregat, makin bervariasi pula berat jenis yang dipunyai bahan, dengan demikian sehingga menetukan proporsi desain campuran yang direncanakan.

Porositas tidak terlalu berpengaruh terhadap adhesi agregat dan aspal, tapi lebih kepada kuantitas aspal yang akan diserap oleh agregat. Makin poreus agregat, makin banyak kadar aspal yang akan terserap, sehingga makin boros penggunaan aspal didalam suatu campuran.

(17)

2 - 10

sehingga adalah mutlak untuk membersihkan permukaan agregat, untuk menyingkirkan subtansi bahan tersebut.

2.2.1.2 Agregat berbutir halus

Agregat berbutir halus adalah bahan yang lewat saringan no.4 dan tertahan saringan no.200, biasanya berupa pasir murni, hasil screening dari mesin pemecah batu,atau kombinasi dari keduanya.

Agregat halus harus bersih, keras, tahan lama, bebas dari lumpur, dan bahan organis. Butiran yang lewat saringan no.40, harus non-plastis, atau mempunyai nilai plastisitas yang masih dalam batas toleransi.

Tidak ada nilai batas gradasi untuk bahan berbutir halus, kecuali bahwa bahan yang lolos saringan no.200, agar tahan lama dan campuran mudah dikerjakan, memenuhi ketentuan dibawah ini :

JENIS AGREGAT BERBUTIR HALUS % LOLOS SARINGAN 200

Pasir murni Hasil screening batu kapur Hasil screening batuan lain

Max 5 % Max 20 % Max 15 %

Bila pasir berasal dari sumber alam, kehilangan soundness pada material yang bertahan pada saringan no.50 adalah ≤ 15 %.

(18)

2 - 11

2.2.1.3 Mineral filler

Mineral filler adalah agregat halus yang lolos saringan no.200, berupa abu (dust). Abu kapur atau abu semen diyakini dapat memperbaiki adhesi antara aspal dan agregat.

Untuk persyaratan mineral filler, apakah abu kapur atau lainnya, gunkan tabel berikut :

KADAR AIR MAX 1 %

GUMPALAN PARTIKEL TIDAK ADA

SIFAT UMUM

BUKAAN SARINGAN (MM) % LOLOS SARINGAN

Gradasi

0,6

0,15

0,074

100

90-100

(19)

DAFTAR PUSTAKA

Alamsyah, Alik Ansyori. 2006.

Rekayasa Jalan Raya.

Malang : Universitas

Muhammadiyah Malang.

Saodang, Hamirhan. 2005.

Perancangan Perkerasan Jalan Raya.

Bandung : Nova

Sukirman, Silvia. 2003.

Beton Aspal Campuran Panas.

Jakarta : Granit

Laboratorium Rekayasa Jalan, 2001.

Buku Praktikum Bahan Perkerasan Jalan

, Institut

Teknologi Bandung.

SNI 06-2432-1991 :

Metoda Pengujian Daktilitas Bahan-Bahan Aspal

SNI 03-2417-1991 :

Metode Pengujian Keausan Agregat Dengan Mesin Abrasi Los

Angeles

SNI 06-2434-1991 :

Metoda Pengujian Titik Lembek Aspal dan Ter

SNI 03-1971-1990 :

Metode Pengujian Kadar Air Agregat

SNI 03-2439-1991 :

Metode Pengujian Kelekatan Agregat Terhadap Aspal

SNI 03-6752-2002 :

Metode Pengujian Kadar Air Dan Kadar Fraksi Ringan Dalam

Campuran Perkerasan Beraspal

SNI 06-2456-1991 :

Metoda pengujian Penetrasi Bahan-Bahan Bitumen

SNI 03-6754-2002 :

Metoda Pengujian Rongga Udara Dalam Campuran Perkerasan

Beraspal

SNI 06-2489-1991 :

Metode Pengujian Campuran Aspal Dengan Alat Marshall

SNI 06-6399-2000 :

Tata Cara Pengambilan Contoh Aspal

SNI M-05-2005 :

Cara Uji Elastisitas Aspal Dengan Daktilitas