BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Agregat
Agregat terdiri dari pasir, gravel, batu pecah, slag atau material lain dari bahan mineral alami atau buatan. Agregat merupakan bagian terbesar dari campuran aspal. Material agregat yang digunakan untuk konstruksi perkerasan jalan tugas utamanya untuk menahan beban lalu lintas. Agregat dari bahan batuan pada umumnya masih diolah lagi dengan mesin pemecah batu (stone crusher) sehingga didapatkan ukuran sebagaimana dikehendaki dalam campuran. Agar dapat digunakan sebagai campuran aspal, agregat harus lolos dari berbagai uji yang telah ditetapkan.
Agregat adalah suatu bahan yang keras dan kaku yang digunakan sebagai bahan campuran dan berupa berbagai jenis butiran atau pecahan, termasuk didalamnya antara lain: pasir, kerikil, agregat pecah, terak dapur tinggi dan debu agregat. Banyaknya agregat dalam campuran aspal pada umumnya berkisar antara 90% sampai dengan 95% terhadap total berat campuran atau 70% sampai dengan 85% terhadap volume campuran aspal.
2.1.1 Asal Agregat
Asal agregat dapat digolongkan dalam 3 kategori:
1. Agregat dari batuan beku (volcanic rock): agregat ini terjadi akibat pendinginan dan pembekuan dari bahan-bahan yang meleleh akibat panas (magma bumi).
Agregat ini digolongkan dalam 2 jenis pokok:
a. Agregat dari batuan ekstrusif: terjadinya akibat dilempar ke udara dan mendingin secara cepat. Jenis pokoknya: pyolite, andesite dan basalt. Sifat utamanya: berbutir halus, keras dan cenderung rapuh.
b. Agregat dari batuan intrusif: terjadinya akibat batuan yang mendingin secara lambat dan diperoleh sebagai singkapan. Jenis pokoknya: granit, diorit dan gabro. Sifat utamanya: berbutir kasar, keras dan kaku.
2. Agregat dari batuan endapan (sedimentary rock): agregat terjadi dari hasil endapan halus dari hasil pelapukan batuan bebas, tumbuh-tumbuhan, binatang. Dengan mengalami proses pelekatan dan penekanan oleh alam maka menjadi agregat/batuan endapan. Jenis agregat dari batuan endapan antara lain: batuan kapur, batuan silika dan batuan pasir.
3. Agregat dari batuan methamorphik: agregat terjadi dari hasil modifikasi oleh alam (perubahan fisik dan kimia dari batuan endapan dan beku sebagai hasil dari tekanan yang kuat, akibat gesekan bumi dan panas yang berlebihan). Sebagai contoh: batuan kapur menjadi marmer dan batuan pasir menjadi kwarsa.
Agregat untuk campuran perkerasan jalan juga diklasifikasikan berdasarkan sumbernya:
1. Pit atau bank run materials (pit-run), biasanya gravel dari ukuran 75 mm (3 inchi) sampai ukuran 4.75 mm (No. 4). Pasir yang terdiri partikel ukuran 4.75 mm (No. 4) hingga partikel berukuran 0.075 mm (No. 200). Ada juga silt yang berukuran 0.075 mm kebawah. Batu-batuan tersebut tersingkap dan ter- degradasi oleh alam baik secara fisik maupun kimiawi. Produk
proses degradasi ini kemudian diangkut oleh angin, air atau es (gletser yang bergerak) dan diendapkan disuatu lahan.
2. Agregat hasil proses, merupakan hasil proses pemecahan batu-batuan dengan
stone-crusher machine (mesin pemecah batu) dan disaring. Agregat alam
biasanya dipecah agar dapat digunakan sebagai campuran aspal. Agregat yang dipecah tersebut kualitasnya kemungkinan bertambah, dimana pemecahan akan merubah tekstur permukaan, merubah bentuk agregat dari bulat ke bersudut, menambah distribusi dan jangkauan ukuran partikel agregat. Pemecahan batu bisa dari ukuran bedrocks atau batu yang sangat besar. Pada ukuran bedrocks sebelum masuk mesin stone-crusher maka pengambilannya melalui blasting (peledakan dengan dinamit).
3. Agregat sintetis/buatan (syntetic/ artificial aggregates), sebagai hasil modifikasi, baik secara fisik maupun kimiawi. Agregat demikian merupakan hasil tambahan pada proses pemurnian biji tambang besi atau yang spesial diproduksi atau diproses dari bahan mentah yang dipakai sebagai agregat. Terak dapur tinggi (blast-furnace slag) adalah yang paling umum digunakan sebagai agregat buatan.
2.1.2 Gradasi Agregat
Gradasi agregat adalah distribusi dari variasi ukuran butir agregat . Gradasi agregat berpengaruh pada besarnya rongga dalam campuran dan menentukan workabilitas (kemudahan dalam pekerjaan) serta stabilitas campuran.
Gradasi agregat ditentukan dengan cara analisa saringan, dimana sampel agregat harus melalui satu set saringan. Ukuran saringan menyatakan ukuran bukaan jaringan
kawat dan nomor saringan menyatakan banyaknya bukaan jaringan kawat per inchi pesegi dari saringan tersebut.
Gradasi agregat dapat dibedakan atas : 1.Gradasi seragam (uniform graded)
Gradasi seragam adalah gradasi agregat dengan ukuran butir yang hampir sama. Gradasi seragam ini disebut juga gradasi terbuka (open graded) karena hanya mengandung sedikit agregat halus sehingga terdapat banyak rongga/ ruang kosong antar agregat. Campuran beraspal dengan gradasi ini memiliki stabilitas yang tinggi, agak kedap terhadap air dan memiliki berat isi yang besar.
2.Gradasi rapat (dense graded)
Gradasi rapat adalah gradasi agregat dimana terdapat butiran dari agregat kasar sampai halus, sehingga sering juga disebut gradasi menerus, atau gradasi baik (well
graded). Campuran beraspal dengan gradasi ini memiliki stabilitas yang tinggi,
agak kedap terhadap air dan memiliki berat isi yang besar. 3.Gradasi senjang (gap graded)
Gradasi senjang adalah gradasi agregat dimana ukuran agregat yang ada tidak lengkap atau ada fraksi agregat yang tidak ada atau jumlahnya sedikit sekali.
Tabel 2.1 Gradasi agregat
ASTM (mm) WC BC Base Course
1½" 37,5 100 1" 25 100 90 - 100 ¾1" 19 100 90 - 100 Maks. 90 ½" 12,5 90 - 100 Maks. 90 3/8" 9,5 Maks. 90 No.4 4,75 No.8 2,36 28 - 58 23 - 49 19 - 45 No.16 1,18 No.30 0,600 No.200 0,075 4 - 10 4 - 8 3 - 7 No.4 4,75 39,5 No.8 2,36 39,1 34,6 26,8 - 30,8 No.16 1,18 25,6 - 31,6 22,3 - 28,3 18,1 - 24,1 No.30 0,600 19,1 - 23,1 16,7 - 20,7 13,6 - 17,6 No.50 0,300 15,5 13,7 11,4
Ukuran Ayakan % Berat yang Lolos
DAERAH LARANGAN
2.2 Agregat Kasar
Agregat kasar dapat berupa kerikil hasil desintergrasi alami dari batuan-batuan atau berupa batu pecah yang diperoleh dari pemecahan batu dengan besar butir lebih dari 5 mm. Kerikil, dalam penggunaannya harus memenuhi syarat- syarat sebagai berikut:
1) Butir-butir keras yang tidak berpori serta bersifat kekal yang artinya tidak pecah karena pengaruh cuaca seperti sinar matahari dan hujan.
2) Tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1%, apabila melebihi maka harus dicuci lebih dahulu sebelum menggunakannya.
3) Tidak boleh mengandung zat yang dapat merusak batuan seperti zat –zat yang reaktif terhadap alkali.
4) Agregat kasar yang berbutir pipih hanya dapat digunakan apabila jumlahnya tidak melebihi 20% dari berat keseluruhan.
2.3 Agregat Halus
Fungsi Agregat Halus
Agregat adalah butiran mineral yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran mortar (adukan) dan beton. Atau didefinisikan sebagai bahan yang dipakai sebagai pengisi, dipakai bersama dengan bahan perekat dan membentuk suatu massa yang keras, padat bersatau yang disebut beton.
Selain seperti diuraikan diatas, fungsi utama agregat halus adalah sebagai bahan pengisi diatara agregat kasar, sehingga ikatan menjadi lebih kuat.
Fungsi Agregat Secara Umum:
1. Menghemat penggunaan Semen Portland 2. Menghasilkan kekuatan yang besar pada beton 3. Mengurangi susut pengerasan beton
4. Mencapai susunan yang padat pada beton. Dengan gradasi yang baik maka akan didapat beton yang padat
5. Mengontrol workability atau sifat dapat dikerjakan adukan beton. Dengan gradasi yang baik, akan diperoleh sifat beton yang mudah untuk dikerjakan.
Tipe agregat berdasarkan sumber: 1. Agregat Alam
Menggunakan bahan baku batu alam atau penghancurannya. Jenis yang baik untuk agregat adalah batuan beku.
2. Agregat Buatan
Agregat yang dibuat dengan tujuan penggunaan tertentu, atau karena kekurangan agregat batuan alam. Agregat buatan umumnya ringan.
Tipe agregat berdasarkan berat: 1.Agregat Ringan :
memiliki berat jenis kurang dari 2 dan biasanya digunakan untuk beton non structural
2.Agregat Normal :
memiliki berat jenis 2.5 smpai dengan 2.7 3.Agregat Berat :
memiliki berat jenis lebih dari 2.8. Digunakan sebagi bahan pembuatan dinding pelindung radiasi sinar X
2.4 Bahan Pengisi (filler)
Bahan pengisi dapat terdiri atas debu batu kapur, debu dolomite, semen Portland, abu terbang, debu tanur tinggi pembuat semen atau bahan mineral tidak plastis lainnya. Bahan pengisi yang merupakan mikro agregat ini harus lolos saringan No. 200 (0,075 mm). Dari sekian banyak jenis bahan pengisi maka kapur padam banyak digunakan dari pada Portland semen. Portland semen mudah diperoleh dan mempunyai grading butiran yang bagus namun demikian harganya sangat mahal.
Fungsi bahan pengisi adalah untuk meningkatkan kekentalan bahan bitumen dan untuk mengurangi sifat rentan terhadap temperatur. Keuntungan lain dengan adanya bahan pengisi adalah karena banyak terserap dalam bahan bitumen maka akan menaikkan volumenya.
Banyak spesifikasi untuk wearing course menyarankan banyaknya bahan pengisi kira-kira 5% dari berat adalah mineral yang lolos saringan No. 200. Para peneliti telah sepakat menaikkan kuantitas bahan pengisi akan menyebabkan
meningkatkan stabilitas dan mengurangi rongga udara dalam campuran, namun ada batasnya.
Terlalu tinggi kandungan bahan pengisi akan menyebabkan campuran menjadi getas dan mudah retak bila terkena beban lalu lintas, namun dilain pihak bila terlalu sedikit bahan pengisi akan menghasilkan campuran yang lembek pada cuaca panas.
2.5 Metode Perencanaan Campuran
Rancangan campuran bertujuan untuk mendapatkan resep campuran aspal beton dari material yang terdapat di lokasi sehingga dihasilkan campuran yang memenuhi spesifikasi campuran yang ditetapkan. Saat ini, metode rancangan campuran yang paling banyak dipergunakan di Indonesia adalah metode rancangan campuran berdasarkan pengujian empiris, dengan menggunakan alat Marshall.
2.5.1 Karakteristik Campuran
Suatu lapis perkerasan yang baik harus memenuhi karakteristik tertentu sehingga kuat menahan beban serta aman dan nyaman ketika dilalui kendaraan.
1. Stabilitas (Stability)
The Asphalt Institute menyatakan bahwa stabilitas adalah kemampuan campuran
aspal untuk menahan deformasi akibat beban yang bekerja, tanpa mengalami deformasi permanen seperti gelombang, alur ataupun bleeding dinyatakan dalam satuan kg atau lb. Nilai stabilitas diperoleh dari hasil pembacaan langsung pada alat Marshall Test sewaktu melakukan pengujian Marshall. Stabilitas terjadi dari hasil geseran antar butir, penguncian antar partikel dan daya ikat yang baik dari
lapisan aspal. Dengan demikian stabilitas yang tinggi dapat diperoleh dengan penggunaan agregat dengan gradasi yang rapat, agregat dengan permukaan kasar dan aspal dalam jumlah yang cukup.
2. Kelelahan (Flow)
Flow adalah besarnya deformasi vertikal benda uji yang terjadi mulai saat awal
pembebanan sampai kondisi kestabilan maksimum sehingga sampel sampai batas runtuh dinyatakan dalam satuan mm. Nilai flow yang tinggi mengindikasikan campuran bersifat plastis dan lebih mampu mengikuti deformasi akibat beban, sedangkan nilai flow yang rendah mengindikasikan campuan tersebut memiliki banyak rongga kosong yang tidak terisi aspal sehingga campuran berpotensi untuk mudah retak. Pengukuran flow bersamaan dengan pengukuran nilai stabilitas Marshall. Nilai flow juga diperoleh dari hasil pembacaan langsung pada alat Marshall Test sewaktu melakukan pengujian
Marshall
3. Durabilitas (Durabilty)
Durabilitas yaitu kemampuan suatu lapis perkerasan jalan untuk mempertahankan diri dari kerusakan atau mencegah keausan karena pengaruh lalu lintas, pengaruh cuaca dan perubahan suhu yang terjadi selama umur rencana. Faktor yang mempengaruhi durabilitas aspal beton adalah :
1) Selimut aspal yang tebal sehingga dapat menghasilkan perkerasan yang berdurabilitas tinggi, tetapi kemungkinan terjadi bleeding tinggi. 2) Void In Mix (VIM) kecil, sehingga lapis kedap air dan udara tidak
masuk ke dalam campuran yang menyebabkan terjadinya oksidasi dan aspal menjadi rapuh.
3) Void in Material (VMA) besar, sehingga selimut aspal dibuat tebal. Jika VMA dan VIM kecil serta kadar aspal tinggi kemungkinan terjadi
bleeding besar. Untuk mencapai VMA yang besar ini dipergunakan
agregat bergradasi senjang. 4) Tahanan Geser (Skid Resistance)
Skid resistance menunjukkan kekesatan permukaan perkerasan untuk
mengurangi selip pada kendaraan saat perkerasan dalam keadaan basah atau kering. Hal ini terjadi karena pada saat terjadi hujan kekesatan pada lapis permukaan akan berkurang walaupun tidak sampai terjadi aquaplaning. Kekesatan dinyatakan dengan koefisien gesek antara permukaan jalan dan ban kendaraan. Faktor yang mempengaruhi tahanan geser adalah
Penggunaan kadar aspal yang tepat sehingga tidak terjadi
bleeding
Penggunaan agregat dengan permukaan kasar Penggunaan agregat yang cukup
Penggunaan agregat berbentuk kubus
2.6 Jenis Perkerasan
2.6.1 Perkerasan Kaku (rigid pavement)
Perkerasan kaku (rigid pavement) adalah perkerasan tegar/kaku/rigid dengan bahan perkerasan yang terdiri atas bahan ikat (semen portland, tanah liat) dengan
batuan. Bahan ikat semen portland digunakan untuk lapis permukaan yang terdiri atas campuran batu dan semen (beton) yang disebut slab beton.
Gambar 2.1 Lapis Rigid Pavement
Karena beton akan segerah mengeras setelah dicor, dan pembuatan beton tidak dapat menerus, maka pada perkerasan ini terdapat sambungan-sambungan beton atau joint. Pada perkerasan ini juga slab beton akan ikut memikul beban roda, sehingga kualitas beton sangat menentukan kualitas pada rigid pavement. (Suryadharma dan Susanto, 1999)
Keuntungan menggunakan perkerasan kaku adalah:
1. Umur pelayanan panjang dengan pemeliharaan yang sederhana. 2. Durabilitas baik.
3. Mampu bertahan pada banjir yang berulang, atau genangan air tanpa terjadinya kerusakan yang berarti.
Kerugian menggunakan perkerasan kaku adalah:
1. Kekesatan jalan kurang baik dan sifat kekasaran permukaan dipengaruhi oleh proses pelaksanaan.
2. Memberikan kesan silau bagi pemakai jalan.
3. Membutuhkan lapisan tanah dasar yang memiliki penurunan (settlement) yang homogen agar pelat beton tidak retak.
2.6.2 Perkerasan Lentur (flexible pavement)
Perkerasan lentur (flexible pavement) adalah perkerasan fleksibel dengan bahan terdiri dari bahan ikat (berupa aspal, tanah liat) dan batu. Perkerasan ini umumnya terdiri atas 3 lapis atau lebih. Urut-urutan lapisan adalah lapis permukaan, lapis pondasi atas, lapis pondasi bawah dan sub grade.
Gambar 2.2 Lapis Flexible Pavement
Apabila beban roda yang terjadi pada permukaan jalan berupa P ton, maka beban ini diteruskan ke lapisan bawahnya dengan sistem penyebaran tekanan, sehingga semakin ke bawah/dalam tekanan yang dirasakan akan semakin kecil. (Suryadharma dan Susanto, 1999).
Keuntungan menggunakan perkerasan lentur adalah:
1. Dapat digunakan pada daerah dengan perbedaan (differential settlement) terbatas. 2. Mudah diperbaiki.
3. Tambahan lapisan perkerasan dapat dilakukan kapan saja. 4. Memiliki tahana geser yang baik.
5. Warna perkerasan memberikan kesan tidak silau bagi pemakai jalan.
6. Dapat dilaksanakan bertahap, terutama pada kondisi biaya pembangunan terbatas atau kurangnya data untuk perencanaan.
Kerugian menggunakan perkerasan lentur adalah:
1. Tebal total struktur perkerasan lebih tebal dari pada perkerasan kaku. 2. Kelenturan dan sifat kohesi berkurang selama masa pelayanan.
3. Frekwensi pemeliharaan lebih sering daripada menggunakan perkerasan kaku. 4. Tidak baik digunakan jika sering digenangi air.
5. Membutuhkan agregat lebih banyak.
2.6.3 Perkerasan komposit (composite pavement)
Perkerasan komposit (composite pavement) ini merupakan gabungan antara perkerasan kaku (rigid pavement) dan perkerasan lentur (flexible pavement). (Suryadharma dan Susanto, 1999)
Gambar 2.3 Lapis Composite Pavement
2.7 Metode Marshall
Rancangan campuran berdasarkan metode Marshall ditemukan oleh Bruce Marshall, dan telah distandarisasi oleh ASTM ataupun AASHTO melalui beberapa modifikasi, yaitu ASTM D 1559-76, atau AASHTO T-245-90. Prinsip dasar metode Marshall adalah pemeriksaan stabilitas dan kelelehan (flow), serta analisis kepadatan dan pori dari campuran padat yang terbentuk.
Alat Marshall merupakan alat tekan yang dilengkapi dengan proving ring (cincin penguji) berkapasitas 22,2 KN (5000 lbs) dan flowmeter. Proving ring
digunakan untuk mengukur nilai stabilitas, dan flowmeter untuk mengukur kelelehan plastis atau flow. Benda uji Marshall berbentuk silinder berdiameter 4 inchi (10,2 cm) dan tinggi 2,5 inchi (6,35 cm). Prosedur pengujian Marshall mengikuti SNI 06-2489-1991, atau AASHTO T 245-90, atau ASTM D 1559-76.
Secara garis besar pengujian Marshall meliputi: persiapan benda uji, penentuan berat jenis bulk dari benda uji, pemeriksaan nilai stabilitas dan flow, dan perhitungan sifat volumetric benda uji.
Pada persiapan benda uji, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan antara lain: 1. Jumlah benda uji yang disiapkan.
2. Persiapan agregat yang akan digunakan.
3. Penentuan temperatur pencampuran dan pemadatan. 4. Persiapan campuran aspal beton.
5. Pemadatan benda uji.
6. Persiapan untuk pengujian Marshall
Jumlah benda uji yang disiapkan ditentukan dari tujuan dilakukannya uji Marshall tersebut. AASHTO menetapkan minimal 3 buah benda uji untuk setiap kadar aspal yang digunakan. Agregat yang akan digunakan dalam campuran dikeringkan di dalam oven pada temperatur 105-110ºC. Setelah dikeringkan agregat dipisah-pisahkan sesuai fraksi ukurannya dengan mempergunakan saringan. Temperatur pencampuran bahan aspal dengan agregat adalah temperatur pada saat aspal mempunyai viskositas kinematis sebesar 170 ± 20 centistokes, dan temperatur pemadatan adalah temperatur pada saat aspal mempunyai nilai viskositas kinematis sebesar 280 ± 30 centistokes. Karena tidak diadakan pengujian viskositas kinematik aspal maka secara umum
ditentukan suhu pencampuran berkisar antara 145ºC-155ºC, sedangkan suhu pemadatan antara110ºC-135ºC.
2.8 Studi Terdahulu
Tabel 2.2 Studi Terdahulu
Tahun Nama Peneliti Judul Jenis
Campuran Hasil Diperoleh 2010 Sapto Budi Wasono, Penyelidikan Stabilitas Modifikasi Asbuton
AC-WC Diperoleh kadar aspal optimum sebesar 6,1%.
2011 Arief Setiawan Studi
penggunaan asbuton Butir terhadap kararteristik marshall asphalt concrete wearing course asbuton campuran hangat AC-WC-ASBH
Hasil yang diperoleh memenuhi spesifikasi
pada kadar asbuton butir 11,5% sampai 14,5% dengan kadar
asbuton butir optimum terpilih
2014 Eka Hadi Purwanto, Hartomo Sandi Sakti, Bagus Hario Setiadji Pengaruh penambahan sasobit pada warm mix asphalt
terhadap mutu campuran beraspal. Kadar aspal 4,5%, 5%, 5,5%, 6%, dan 6,5% denagn penambahan sasobit 0%, 2%, 3% dan 4%. Penambahan sasobit 2% penurunan suhunya 6ºC, penambahan sasobit 3% penurunan suhu nya 7,5ºC, penambahan sasobit 4% penurunan suhunya 7,8ºC. 2015 Muhamad Rifki Hanifan, Apriadi Simon Harianja, Bagus Hario Setiadji, Y.I wicaksono Penggunaan Leadcap sebagai material aditif untuk warm mix asphalt (WMA).
Leadcap meleleh pada suhu sekitar 100ºC dan larut kedalam aspal pada suhu 130ºC. WMA dibuat 15 sampel untuk mengetahuai KAO dengan kadar aspal 4%, 5%, 6%, 6,5%. Dibuat dengan
campuran dengan 3 variasi kadar leadcap
2%, 4% dan 6% diperoleh suhu masing-masing 145ºC,140ºC dan
