2.1. Aspal
Aspal didefinisikan sebagai material berwarna hitam atau coklat tua, pada temperatur ruang berbentuk padat sampai agak padat. Jika dipanaskan sampai suatu temperatur tertentu aspal dapat menjadi lunak atau cair sehingga dapat membungkus partikel agregat pada waktu pembuatan aspal beton atau dapat masuk kedalam pori-pori yang ada pada penyemprotan / penyiraman pada perkerasan macadam ataupun pelaburan (Silvia Sukirman, Perkerasan Lentur JalanRaya, 1999).
Jika temperatur mulai turun, aspal akan mengeras dan mengikat agregat pada tempatnya (sifat termoplastis).
Sebagai salah satu material konstruksi perkerasan lentur, aspal mempakan salah satu komponen kecil, umumnya hanya 4 - 10% berdasarkan berat atau 10 -15% berdasarkan volume, tetapi merupakan komponen yang relatif mahal.
Hydrocarbon adalah bahan dasar utama dari aspal yang umum disebut bitumen, sehingga aspal sering juga disebut bitumen. Aspal yang umum digunakan saat ini temtama berasal dari salah satu hasil proses destilasi minyak bumi dan disamping itu mulai banyak pula dipergunakan aspal alam yang berasal dari pulau Buton.
Aspal minyak yang digunakan untuk konsrruksi perkerasan jalan merupakan proses hasil residu dari destilasi minyak bumi, sering disebut sebagai aspal semen. Aspal semen bersifat mengikat agregat pada campuran aspal beton dan memberikan lapisan kedap air, serta tahan terhadap pengaruh asam, basa, dan garam. Ini berarti jika dibuatkan lapisan dengan mempergunakan aspal sebagai pengikat dengan mutu yang baik dapat memberikan lapisan kedap air dan tahan terhadap pengaruh cuaca dan reaksi kimia yang lain.
Sifat aspal akan berubah akibat panas dan umur, aspal akan menjadi kaku dan rapuh sampai akhirnya daya adhesinya terhadap partikel agregat akan
1
5
berkurang. Perubahan ini dapat diatasi / dikurangi jika sifat-sifat aspal dikuasai dan dilakukan langkah - langkah yang baik dalam proses pelaksanaan.
Berdasarkan cara diperolehnya, aspal dapat dibedakan atas (Silvia Sukirman, Perkerasan Lentur Jalan Raya, 1999):
a. Aspal alam, dapat dibedakan atas:
• Aspal gunung (rock asphalt), contoh aspal dari pulau Buton.
• Aspal danau (lake asphalt), contoh aspal dari Bermudez, Trinidad.
b. Aspal buatan, dapat dibedakan atas :
• Aspal minyak, merupakan hasil penyulingan minyak bumi.
• Tar, merupakan hasil penyulingan baru bara. Tidak umum digunakan untuk perkerasan jalan karena lebih cepat mengeras, peka terhadap perubahan temperatur dan beracun.
Aspal minyak dengan bahan dasar aspal dapat dibedakan atas (Silvia Sukirman, Perkerasan Lentur Jalan Raya, 1999):
• Aspal keras / panas (asphalt cement,AC), adalah aspal yang dipergunakan dalam keadaan cair dan panas. Aspal ini berbentuk padat pada keadaan penyimpanan (temperatur aiang).
• Aspal dingin / cair (cut back asphalt), adalah aspal yang digunakan dalam keadaan cair dan dingin.
• Aspal emulsi (emulsion asphalt), adalah aspal yang disediakan dalam bentuk emulsi. Dapat digunakan dalam keadaan dingin ataupun panas. Aspal emulsi dan cutback aspal umum digunakan pada campuran dingin atau pada penyemprotan dingin.
2.2. Aspal emulsi
Aspal emulsi adalah campuran antara aspal dengan balian emulsifier, HCL, kerosene, yang kemudian dilarutkan dalam air melalui suatu proses teknologi tertentu, sehingga hasil akhirnya berupa aspal dingin (Hananto BS &
Cacang Iskandar, Emulsi, 1997).
Aspal emulsi ini telah diakui keberadaannya sebagai bahan konstruksi jalan melalui standar dan petunjuk pelaksanaan yang dikeluarkan oleh Badan -
Badan Intemasional seperti ASTM, AASHTO, atau ASPHALT INSTITUTE (P.T. Hutama Prima, Spesifikasi Aspal Emulsi).
Bahan - bahan Aspal Emulsi terdiri atas aspal, air, dan bahan untuk mengemulsikan {emulsijying agent) (P.T. Wasco, Aspal Emulsi Untuk Konstruksi Jalan, 1997):
• Aspal dalam aspal emulsi
Aspal adalah bahan dasar utama dalam pembuatan aspal emulsi. Persentase kandungan aspal dalam aspal emulsi antara 55 sampai 70% dari total emulsi.
Karena banyaknya macam aspal, maka hanya akan dibahas aspal yang benar - benar berhubungan dengan aspal emulsi. Biasanya aspal emulsi dibuat berdasarkan dari variasi kekerasan dari aspal dasar dan terutama aspal emulsi banyak dibuat dari aspal dengan tingkat penetrasi antara 100 sampai 250.
• Air dalam aspal emulsi
Air adalah komposisi kedua terbesar yang terkandung dalam aspal emulsi. Air terutama berfungsi sebagai pelamt dan agent untuk terjadinya reaksi kimiawi.
Air yang didapatkan dari alam sebaiknya tidak digunakan secara langsung untuk keperluan proses emulsi aspal, karena dikuatirkan mengandung mineral - mineral yang bisa menyebabkan ketidakseimbangan dalam aspal emulsi.
Singkatnya unruk keperluan pengemulsian aspal sebaiknya digunakan air yang betul - betul mumi dan tidak tercemar bahan - bahan kimia yang tidak dikenal.
• Emulsijying Agent
Aspal emulsi tergantung terhadap bahan - bahan kimia yang digunakan sebagai emulsifying agent. Emulsifying agent ini berguna untuk menstabilkan kondisi aspal emulsi sehingga tidak mudah terpisah antara aspal dan air.
Macam - macam emulsifying agent yang sering digunakan adalah sabun, lignin, rosin, golongan asam - asaman, fatty amines, dan lain sebagainya.
Berdasarkan muatan listrik yang dikandungnya, aspal emulsi dapat dibedakan atas (Silvia Sukirman, Perkerasan LenturJalan Raya, 1999):
• Kationik disebut juga aspal emulsi asam, merupakan aspal emulsi yang bermuatan arus listrik positif.
7
• Anionik disebut juga aspal emulsi alkali, merupakan aspal emulsi yang bermuatan negatif.
• Nonionik merupakan aspal emulsi yang tidak mengalami ionisasi, berarti tidak menghantarkan listrik.
Yang umum dipergunakan sebagai bahan perkerasan jalan adalah aspal emulsi jenis anionik dan kationik, pada aspal emulsi jenis kationik ini sangat sesuai dengan jenis batu - batuan yang ada didunia yang sebagian besar (80%) terdiri dari batuan silika (bersifat asam) yang bermuatan listrik negatif Sedang jenis anionik partikel - partikel aspalnya bermuatan listrik negatif dimana sesuai
hanya dengan jenis batuan alkalin, seperti batu kapur dan karang. Walaupun demikian untuk jenis batuan alkali masih dapat menggunakan aspal emulsi jenis kationik (P.T. Hutama Prima, Spesifikasi Aspal Emulsi).
Tabel 2.1. Tipe Aspal Emulsi Kationik TYPE OF CURING
CATIONICSLOW SETTING
CATIONIC MEDIUM SETTING
CATIONIC RAPID SEITING
WASCO CODE
H60
S60
E71
155 R 6 5 R 6 9
ASTM CODE C S S - 1
C S S - l h
C S S - 1
css -1 ri
C M S - 2 CMS - 2h
C M S - 2 C R S - 1
C R S - 2
APPLICATION Tack Coat (I) DGEM (2) Patching (3) Sana' Mixes (4) Crack Filling (5) Slurry Seal (6) Soil Stabilization (7) Waier Proofmg (8) OGEM (9)
PrimeCoat (10) Surface Curing (II) Prime Coat (10) Surface Treatment (12) Penetration
Macadam (13) Sumber: PT. Wasco
Keterangan :
(1) Lapis perekat (lack coat).
(2) DGEM (Dense Graded Emulsion Mix) yaitu campuran dingin emulsi bergradasi rapat.
(3) Penambahan lapis permukaan perkerasan yang berlubang.
(4) Campuran pasir.
(5) Pengisi retak pada permukaan perkerasan jalan.
(6) Slurry Seal (lapisan tipis setebal 3 - 1 2 mm yang sifatnya memberikan lapisan kedap air terhadap lapisan aspal jalan yang sudah mulai retak - retak).
(7) Memperbaiki stabilitas tanah.
(8) Untuk lapisan kedap air.
(9) OGEM (Open Graded Emulsion Mix) yaitu campuran dingin emulsi bergradasi terbuka.
(10) Lapisan aus.
(11) Perawatan permukaanjalan.
(12) Perbaikanpermukaanjalan.
(13) Sebagai campuran pengisi pada lapisan makadam.
Jenis aspal emulsi berdasarkan kecepatan waktu breakingnya (Hananto BS &
Cacang Iskandar, Emulsi, 1997):
• Slow Setting (SS) : CSS-1 / CSS-1 h (Cationic Slow Setting) Untuk mengikat butiran - butiran tanah yang halus dan agregat yang halus.
• Medium Setting (MS) : CMS-2 / CMS-2h (Cationic Medium Setting) Dapat digunakan untuk mengikat agregat kasar dan kurang dapat mengikat jenis agregat yang halus serta butiran - butiran tanah yang halus.
• Rapid Setting (RS) : CRS-1 / CRS-2 (Cationic RapidSetting) Kurang dapat digunakan sebagai bahan pengikat butiran - butiran tanah dan agregat.
9
Beberapa Konstruksi atau Pemeliharaan Jalan yang dapat menggunakan Aspal Emulsi adalah sebagai berikut (P.T. Hutama Prima, Aspal Emulsi):
• Untuk Lapis Pengikat (Tack Coat) sebelum overlay I Patching Hotmix atau ColdMix, menggunakan Aspal Emulsi Type CRS-1 (AE-63.R).
• Untuk pekerjaan Lapis Resap Pengikat (Prime Coal) untuk diatas Sub Base I Pelebaran, menggunakan Type AE-PC.
• Untuk pekerjaan Overlay dan Patching I penambalan bisa menggunakan, tinggal memilih : ColdMix (Campuran dingin)
OGEM setara ATB (menggunakan Aspal Emulsi CMS-2/AE 70).
DGEM setara HRS (menggunakan Aspal Emulsi CSS-1/AE 61 S).
Sandmix setara Sandsheet (menggunakan Aspal Emulsi CSS-l/AE 61 S).
Cara pencampuran bisa menggunakan alat Pan Mixer atau manual, Drum dibelah atau sejenisnya, kelebihan ColdMix tersebut bisa distok atau disimpan sampai dengan 5 hari dengan catatan dalam keadaan tertutup atau dikemas dalam karung putih (Zak).
• Untuk pekerjaan pemeliharaan jalan yang sudah retak rambut dan lepas butir, apabila kondisi jalan lama sudah stabil, mantap dan rata bisa menggunakan Laburan Aspal Emulsi Type AE-ASM dan bisa juga menggunakan Slurry Seal (Lapis tipis ±8 mm) Aspal Emulsi yang dipakai CSS-1 (AE-63.S).
• Untuk pekerjaan : Buras (Laburan Aspal)
Burtu (Laburan Batu Satu Lapis) Burda (Laburan Batu Dua Lapis) Lapen (Lapis Penetrasi)
Pekerjaan tersebut menggunakan Aspal Emulsi type CRS-2 (AE-69.R).
Pelaksanaannya seperti Aspal panas, bedanya tidak perlu dibakar.
Sifat- Sifat Aspal Emulsi (Hananto BS & Cacang Iskandar, Emulsi, 1997):
Kelebihan Aspal Emulsi:
• Tidak membutuhkan proses pemanasan (coldmix).
• Mempunyai tingkat keamanan yang tinggi (tidak ada bahaya kebakaran atau bahaya panas yang lainnya).
• Hemat bahan bakar, karena tidak memperlukan pemanasan.
• Lebih ramah lingkungan karena tidak adanya proses pemanasan (tidak menghasilkan polusi).
• Campuran dapat disimpan lebih lama (distock beberapa hari).
Kekurangan Aspal Emulsi:
• Tidak boleh terganggu oleh hujan dalam pelaksanaannya (Lebih berhati-hati pada waktu musim hujan).
• Waktu yang diburuhkan untuk pembukaan lalu lintas lebih lama dibandingkan dengan perkerasan hotmix, hal ini disebabkan adanya waktu breaking yang dibutuhkan lebih lama (yang secara visual dapat dilihat dari perubahan warna campuran OGEM , yaitu dari warna coklat menjadi warna hitam).
2.3. OGEM (Open Graded Emulshn Mbces)
OGEM (Open Graded Emulsion Mixes) disebut juga dengan CEBT (Campuran Emulsi Bergradasi Terbuka) merupakan campuran aspal emulsi dengan agregat yang bergradasi terbuka dan dicampur dalam kondisi dingin (tanpa pemanasan).
Type OGEM dan penggunaanya :
• Lapis Pengasar.
• Type I : Sebagai lapisan base atau lapisan perata.
• Type II : Sebagai lapisan base atau lapisan perata.
Sifat - Sifat Umum OGEM (P.T. Hutama Prima, Aspal Emulsi):
• Memiliki nilai struktur yang bertumpu pada interlocking antar batuan.
• Memiliki permukaan porous dan dapat mengalirkan air.
• Tidak memerlukan pemanasan dalam proses pencampuran dan pelaksanaannya.
• Campurannya dapat disimpan untuk beberapa hari dan kemudian dapat langsung digunakan kembali.
• Memiliki performance (penampilan) mirip hot mix setara ATB.
Aplikasi OGEM (P.T. Hutama Prima, Aspal Emulsi):
• Campuran OGEM sangat cocok untuk diaplikasikan sebagai lapis pondasi maupun lapis permukaan (Overlay), karena nilai srruktumya tinggi.
II
• Campuran OGEM sangat cocok untuk pekerjaan Patching (Penambalan) karena pengerjaannya mudah dan sederhana.
• Campuran OGEM bisa distok (disimpan) s/d 5 hari, dengan catatan kondisi tertutup.
Syarat - syarat bahan yang digunakan untuk campuran OGEM (Departemen Pekerjaan Umum, Spesifikasi Khusus Suplemen Buht 3,1991):
a. Agregat
Tidak kurang dari 75% berat agregat harus mempunyai sekurang-kurangnya 2 bidang pecah atau kerikil yang bersih, keras, dan awet, bebas dari tanah dan bahan lain yang tidak diinginkan. Agregat harus memiliki nilai abrasi Los Angeles yang tidak lebih dari 35% untuk lapisan base ,30% untuk lapisan pengasar (friction course) dan 25% untuk lapisan aus.
Agregat gabungan yang lolos ayakan no. 4 tetapi diluar bahan pengisi yang ditambahkan harus mempunyai nilai setara pasir tidak kurang dari 45% jika diuji menurut metode pengujian ASTM 02419.
b. Aspal Emulsi
Aspal Emulsi yang digunakan harus tipe CMS (Cationic Medium Set)-2 atau CMS-2h yang mana sesuai dengan spesifikasi AASHTO M 208-81.
Tabel 2.2. Hasil uji aspal emulsi type CMS-2h
Description
Homogeneity by sieving > 630 pm %
< 6 3 0 > 160 p m %
Breaking point % Viscocity (Saybolt furol) 25°C °E
Particle charge +/-
Storage stability %
Water content % Residue % Oil after destilation %
Standard NFT66 016 NFT66 017 NTT 66 020 ASTM D 244 NFT66 021 ASTM D 244
NFT 66 022 ASTM D 244
NFT 66 023 ASTM D 244 ASTM D 244 ASTM D 244
Resuit 0 0,04
. 68
+
0,18
29,57 66,02 4,41
Spect
<0,10
<0,25 80-140 50 - 450
Positive
<1
2 9 - 3 1
>65
<5
Sumber: PT. Wasco
2.4. Evaluasi Perkerasan
Evaluasi perkerasan bertujuan untuk mengetahui kondisi kinerja dari perkerasan dengan tolak ukur (Haas & Hudson, Pavement Management Systems,
1978):
2A.\.Riding Comfort (Kenyamanan mengendarai)
Tingkat kenyamanan ditentukan berdasarkan anggapan - anggapan sebagai berikut (Silvia Sukirman, Perkerasan Lentur Jalan Raya, 1999):
• Jalan disediakan untuk memberikan keamanan dan kenyamanan pada pemakai jalan.
• Kenyamanan sebenarnya merupakan faktor subyektif, tergantung penilaian masing - masing pengemudi, tetapi dapat dinyatakan dari nilai rata- rata yang diberikan oleh pengemudi.
• Kenyamanan berkaitan dengan bentuk fisik dari perkerasan yang dapat diukur secara obyektif serta mempunyai nilai korelasi dengan penilaian subyektif masing - masing pengemudi.
• Wujud dari perkerasan dapat juga diperoleh dari sejarah perkerasan itu sendiri.
• Pelayanan yang diberikan oleh jalan dapat dinyatakan sebagai nilai rata rata yang diberikan oleh si pemakai jalan.
Gangguan kenyamanan mengemudi dapat disebabkan oleh gangguan dalam arah memanjang (longitudinal distortion) dan gangguan dalam arah arah melintang (transverse distortion). Pada gambar 2.1. diperlihatkan gangguan gangguan yang berpengaruh terhadap kenyamanan mengemudi. Gangguan ini menimbulkan getaran - getaran yang besarnya tergantung dari amplitudo dan frekuensi getaran.
n
Aft\0lHudO T i n g g i
"~J*Gtlombang dengon Fr«k*cnii Tinggi, Amp)irudo Ren>doh
Tckstur Kosgr Menyebobkan
" e i v n g "
:>Gng<guon M e m a r j a n g
T
G o n g g u o r i M e H n t o n i ;
Gambar 2.1. Bentuk "kekasaran permukaan"
Sumber : Silvia Sukirman, Perkerasan LenturJalan Raya, 1999.
Kinerja perkerasan dapat dinyatakan dengan (Silvia Sukirman, Perkerasan Lentur JalanRaya, 1999):
• Indeks kondisi jalan / Road Condition Index
Indeks kondisi jalan (Road Condition Index = RCI) adalah skala dari tingkat kenyamanan atau kinerja dari jalan, dapat diperoleh sebagai hasil dari pengukuran dengan alat roughmeter ataupun secara visual. Skala angka bervariasi dari 2 - 1 0 , dengan pengertian sebagai berikut:
Tabel 2.3. Nilai RCI RCI
8 - 1 0 7 - 8 6 - 7 5 - 6 4 - 5 3 - 4 2 - 3
<2
Kondisi permukaan ialan secara visual sangat rata dan teratur
sangat baik, umumnya rata Baik
cukup, sedikit sekali atau tidak ada lubang jelek, kadang - kadang ada lubang
rusak, bergelombang, banyak lubang rusak berat, banyak lubang dan seluruh tidak dapat dilalui, kecuali 4 WD jeep
Sumber : Silvia Sukirman, Perkerasan Lentur Jalan Raya, 1999.
• Indeks permukaan / Serviceability Index
Indeks permukaan (serviceability index) diperkenalkan oleh AASHTO yang diperoleh dari pengamatan kondisi jalan, meliputi kerusakan - kerusakan seperti retak - retak, alur - alur, lubang - lubang, lendutan pada lajur roda, kekasaran permukaan, kemiringan jalan, dan lain sebagainya yang terjadi selama umur jalan tersebut.
Indeks permukaan bervariasi dari angka 0 - 5 , masing - masing angka menunjukkan fungsi pelayanan sebagai berikut:
TabeI2.4. NilailP/PSI Indeks Permukaan (IP)
4 - 5 3 - 4 2 - 3 I - 2 0 - 1
Fungsi Pelavanan sangat baik
baik cukup kurang sangat kurang
Sumber : Silvia Sukirman, Perkerasan Lentur Jalan Raya, 1999.
Semakin tinggi nilai dari PSI, maka semakin tinggi tingkat kenyamanan jalan tersebut.
Adapun perhitungannya sebagai berikut (Haas & Hudson, Pavement Management Systems, 1978):
Untuk konstruksi perkerasan lentur (flexible pavement), yaitu perkerasan yang menggunakan aspal sebagai bahan pengikatnya.
PSI = 5.03-1.91og(l + SV)-0.0lVC + P-1.38RD2 (2.1)
Untuk konstruksi perkerasan kaku (rigid pavement), yaitu perkerasan yang menggunakan semen (portland cement) sebagai bahan pengikat.
PSI = 5.41-1.80Iog(l + SV)-0.09VC + P (2.2) dimana : PSI = Present Serviceability Index
SV = Slope Variance (Variasi Kemiringan)
C = Cracking (panjang retak) dalam ft per 1 OOOft2
15
P = Patching (lubang pada lapisan aspal) dalam ft2 per lOOOft2
RD = Rut Depth (dalamnya gelombang bekas roda) dalam inch (untuk jarak kedua roda) diukur dengan penggaris / straightedge panjang 4 feet.
Slope Variance (Variasi Kemiringan):
(2.3)
dimana : X; = slope measurement (pengukuran kemiringan)
n = total numher of measurement made (jumlah pengukuran)
Mantap Tidak Tidak
= 1 1 1 —
Mantap Terukur TINGKAT PELAYANAN
Gambar 2.2. Hubungan antara IP dengan Tingkat pelayanan Sumber: Bina Marga.
Perhitungan untuk mencari nilai SV
SV =
i=n i (i=n \
I X ? -
1X
x<
1-1 V'=i J
n - 1 x!06
Keterangan :
1 : Penunjangan, yaitu dari keadaan tak terukur menjadi keadaan tak mantap.
2 : Rehabilitasi, yaitu keadaan yang harus ditangani segera misal akibat banjir, gempa, dll.
3 : Peningkatan (Betterment), yaitu dari keadaan tak mantap menjadi keadaan mantap.
4 : Pemeliharaan (Maintenance), yaitu untuk tetap menjaga jalan tetap pada daerah mantap selama umur rencana.
2.4.2.Load Carrying Capacity (Kapasitas untuk menanggung beban)
Hal ini termasuk dalam evaluasi struktural perkerasan yang berguna untuk (Haas & Hudson, Pavement Management Systems, 1978):
a. Monitoring Jaringan Jalan.
b. Evaluasi struktural dengan pendekatan analisis.
c. Evaluasi fungsional dan struktural.
Evaluasi fungsional ini hanya bersifat sekilas saja tanpa ada penelitian lebih lanjut. Evaluasi struktural digunakan untuk menindaklanjuti evaluasi fungsional. Tetapi dalam pelaksanaannya evaluasi struktural khusus digunakan jika evaluasi fungsional sudah tidak bisa dilakukan, karena biaya yang dikeluarkan untuk evaluasi struktural terlalu tinggi.
d. Evaluasi destructive dan nondestructive.
Evaluasi destructive adalah evaluasi sfruktural yang dilakukan dengan cara mengambil sampel dari perkerasan di lapangan dengan melubangi perkerasan tersebut (core sample) untuk diperiksa di Laboratorium (ketebalan masing- masing lapisan, kadar aspal, dsb).
Evaluasi nondestructive adalah evaluasi srruktural yang tidak menimbulkan kerusakan jalan. Evaluasi ini dibagi menjadi 3 kategori :
• Respon terhadap beban statis.
Tujuan : untuk mengukur defleksi perkerasan akibat beban statis.
Alat : Travelling Deflectometer.
Lacroix Deflectograph.
Benkelman Beam.
17
• Respon terhadap beban dinamis.
Tujuan : Untuk mengetahui defleksi perkerasan akibat beban dinamis.
Alat : Dynaflect.
RoadRater.
Cox Vibrator.
WES heavy load vibrator.
• Respon terhadap radiasi nuklir.
Tujuan : Untuk mengukur density material perkerasan.
2.4.2.1. Alat Benkelman Beam
Metode ini dikembangkan oleh AC Benkelman dengan mempergunakan balok yang diletakkan di antara roda ganda sumbu belakang truk standar.
Prosedure lengkap dari pemeriksaan dengan alat ini dapat dibaca pada buku Manual Pemeriksaan Perkerasan Jalan dengan alat Benkelman Beam No. 01 / MN /B/1979.
Peralatan tediri atas:
• Truk 2 sumbu dengan berat kosong 5 ton (Gambar 2.3.), dibebani dengan beban sehingga berat sumbu belakang adalah 8,2 ton. Beban masing- masing roda ganda sumbu belakang adalah 4,1 ton. Tekanan angin ban adalah 5,5 kg/cm2 (Gambar 2.4.).
4,08 TON
Gambar 2.3. Spesifikasi truk standard
Sumber : Departemen Pekerjaan Umum, Manual Pemeriksaan Perkerasan Jalan DenganAlat Benkelman Beam No. 01 'MN/B/1979, 1979.
, — • — A v
»AN
i i
V
A
i i
• i
hd hdx
\L
lcm
ie-15 em
tek*mn S,S%7cm2
uk. 10.00x20.00 12ply
Gambar 2.4. Ban roda belakang truk standard
Sumber : Departemen Pekerjaan Umum, Manual Pemeriksaan Perkerasan Jalan Dengan Alat Benkelman Beam No. 01 /MN/B /1979, 1979.
Balok Benkelman seperti pada gambar 2.5. tediri atas 2 batang yang terbagi menjadi 2 bagian oleh titik O. Pada balok tersebut terdapat arloji pengukur dengan pembagian skala 0,01 mm atau 0,001 inch. Alat ini mempunyai kunci sehingga mudah dibawa - bawa. Alat diletakkan diantara roda ganda ban belakang. Selanjutnya pemeriksaan mengikuti prosedur sesuai dengan data apa yang diinginkan. Dari pemeriksaan dengan alat Benkelman Beam ini dapat diperoleh data tentang lendutan balik, lendutan balik titik belok, lendutan maksimum dan cekung lendutan. Data yang banyak dipergunakan saat ini adalah data lendutan balik.
ailoji pengukui penggelai
walei pas
baterai»- Tumil batang
balang pengukui ( b e a m t o e,
kaki belakang
titik kontak dengan peimukaan jalan
kerangka dasai kaki depan
Gambar2.5. Skema Benkelman Beam
Sumber : Departemen Pekerjaan Umum, Manual Pemeriksaan Perkerasan Jalan Dengan Alat Benkelman Beam No. 01 /MN/B /1979, 1979.
1«)
Benkelman Beam adalah alat untuk mengukur lendutan dari permukaan jalan lama (jenis permukaan jalan tersebut adalah jenis flexible, seperti aspal beton
; hot rolled sheet ; aspal penetrasi makadam). Cara uji BenkeJman termasuk cara uji yang tidak merusak (non-destructive testing), dimana pelendutan perkerasan permukaan jalan yang terjadi pada saat kendaraan uji lewat dapat dicatat dan dianalisis. Hasil catatan dapat digunakan untuk perhitungan tebal lapis tambahan atau overlay pada permukaan jalan lama, mengontrol mutu dari pembuatan jalan baru bila diragukan sebelum jalan tersebut dibuka untuk umum, dan untuk menghitung umur sisa dari jalan. Dasar dari cara "Benkelman Beam" telah menurunkan cara "Lacroix Deflectograph" yang populer dipakai untuk analisis jaringan srruktur (structural network) di dunia.
Perhitungan daya dukung dari perkerasan dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut (Departemen Pekerjaan Umum, Manual Pemeriksaan Perkerasan Jalan Dengan Alat Benkelman Beam No. 01 /MN/B/1979,1979):
1. Mencari Lendutan Balik.
Lendutan adalah besarnya gerak turun vertikal pada permukaan jalan akibat beban di atasnya.
Lendutan balik adalah besarnya lendutan balik vertikal permukaan jalan akibat dihilangkannya beban di atasnya.
Perhitungan lendutan balik dihitung dengan rumus
d^Kd^-dJ+f^-d^H^f^c (2.4)
dimana :
d = lendutan balik (mm)
d| = pembacaan awal (mm) adalah pembacaan dial Benkelman Beam pada saat posisi beban tepat berada pada rumit batang. Pembacaan ini sering kali di nolkan.
d3 = pembacaan kedua (mm), sejauh x adalah pembacaan dial Benkelman Beam pada saat posisi beban berada pada jarak x dari titik awal. x adalah jarak dari tumit batang sampai kaki depan (1,2 m).
d4 = pembacaan akhir (mm) adalah pembacaan dial Benkelman Beam pada saat posisi beban berada pada jarak 6 meter dari titik awal.
= faktor koreksi kedudukan kaki depan dari Benkelman Beam, yaitu perbandingan antara jarak kaki belakang sampai dengan titik kontak, terhadap jarak kaki belakang sampai dengan kaki depan.
= faktor pengaruh air tanah
= 1 apabila pemeriksaan dilakukan pada keadaan kritis, misalnya musim hujan atau kedudukan air tanah tinggi.
= 1,5 apabila pemeriksaan dilakukan pada keadaan baik, misalnya musim kemarau atau kedudukan air tanah rendah.
= faktor penyesuaian temperatur lapis permukaan (ti) dari grafik I (Lampiran 2).
= 1/3 (tp+tt+tb) (2.5)
= temperatur permukaan, dari data lapangan.
= temperatur tengah, dari data lapangan.
= temperatur bawah, dari data lapangan.
Maksud pengukuran suhu adalah untuk mencari faktor koreksi penyesuaian suhu terhadap suhu standard 21°C.
Termometer _Kerangka
PeHndung
Gambar 2.6. Termometer Permukaan
Sumber : Departemen Pekerjaan Umum, Mamial Pemeriksaan Perkerasan Jalan DenganAlal Benkelman Beam No. 01 /MN/B/ 1979, 1979.
21
Cara mengukur temperatur permukaan (tp):
• Pengukuran dilakukan dengan menggunakan termometer permukaan (Gambar 2.6.).
• Bersihkan permukaan yang akan diukur terhadap kotoran atau debu yang melekat.
• Letakkan termometer permukaan pada titik yang akan diukur tersebut.
Lindungi termometer tersebut terhadap sinar matahari langsung, dengan payung atau alat pelindung lainnya.
• Pembacaan dilakukan setelah pengukuran berjalan sekitar 5 menit. Suhu yang terbaca dicatat sebagai temperatur permukaan.
Cara mengukur temperatur tengah (tt):
• Pengukuran dilakukan dengan menggunakan termometer permukaan.
• Titik yang akan diukur dapat diambil pada lokasi pengukuran temperatur permukaan.
• Pada titik tersebut dilakukan penggalian permukaan perkerasan dengan ukuran 10 x 10 cm (kira - kira cukup untuk memasukkan termometer permukaan dengan baik).
• Penggalian dilakukan sampai kedalam setengah lapis permukaan (2 cm).
• Ratakan dasar lubang galian tersebut sehingga alas termometer permukaan dapat diletakkan secara baik pada permukaan dasar galian tersebut.
• Letakkan termometer permukaan tegak lurus pada dasar lubang galian sehingga alas termometer benar - benar bersinggungan pada permukaan dasar lubang galian tersebut.
• Lindungi termometer tersebut terhadap sinar matahari langsung, dengan payung atau alat pelindung lainnya.
• Pembacaan dilakukan setelah pengukuran berjalan sekitar 5 menit.
• Suhu yang terbaca dicatat sebagai temperatur tengah.
Cara mengukur temperatur bawah (tb):
• Pengukuran dilakukan dengan menggunakan termometer permukaan.
• Titik yang akan diukur dapat diambil pada lokasi pengukuran temperatur tengah.
• Pada titik tersebut dilanjutkan penggalian sampai kedalam dasar tebal lapis permukaan (4 cm).
• Ratakan dasar lubang galian tersebut sehingga alas termometer permukaan dapat diletakkan secara baik pada permukaan dasar galian tersebut.
• Letakkan termometer permukaan tegak lurus pada dasar lubang galian sehingga alas termometer benar - benar bersinggungan pada permukaan dasar lubang galian tersebut.
• Lindungi termometer tersebut terhadap sinar matahari langsung, dengan payung atau alat pelindung lainnya.
• Pembacaan dilakukan setelah pengukuran berjalan sekitar 5 menit.
• Suhu yang terbaca dicatat sebagai temperatur bawah.
Perhitungan lendutan balik rata - rata :
d = — (2.6) n
dimana:
d = Lendutan balik rata - rata, dalam suatu seksi jalan (mm).
^ d = Jumlah lendutan balik tiap titik di dalam suatu seksi jalan (mm).
n = Jumlah titik pemeriksaan pada suatu seksi jalan.
Perhitungan standard deviasi:
„ )n (Ed')-fed)'
V n ( n - l ) dimana:
S = Standard deviasi
n = Jumlah titik pemeriksaaan pada suatu seksi jalan.
d = Lendutan balik tiap titik pada suatu seksi jalan (mm).
Perhitungan besarnya lendutan balik yang mewakili suatu seksi jalan ( representative rebound deflection ) :
D = d + 2S (2.8) dimana:
D = Lendutan balik yang mewakili suatu seksi jalan (mm).
d = Lendutan balik rata - rata, dalam suatu seksi jalan (mm).
23
S = Standard deviasi
Menentukan besarnya faktor keseragaman (FK), dengan mempergunakan rumus : FK = = xlOO%
d dimana:
FK = Faktor keseragaman S = Standard deviasi
d = Lendutan balik rata - rata, dalam suatu seksi jalan (mm).
Tabel 2.5. Nilai FK
(2.9)
FK (%)
<15 15-20 2 0 - 2 5 2 5 - 3 0 3 0 - 4 0
>40
Standard Keseragaman Sangat seragam
Seragam Baik Cukup
Jelek Tidak seragam
Keterangan Perkerasan bermutu baik
Mutu sedang Mutu sedang Mutu sedang Mutujelek Mutujelek
Sumber : Departemen Pekerjaan Umum, Manual Pemeriksaan Perkerasan Jalan Dengan Alat Benkelman Beam No. 01 'MN/B/1979,1979.
2. Menentukan daya dukung dari perkerasan.
Berdasarkan lendutan balik yang ada (D = d + 2S, sesudah diberi lapis tambahan) dan rumus umum pada graflk no.4 (lampiran 4), dapat ditentukan nilai lendutan balik yang diijinkan (sebelum diberi lapis tambahan) dengan menggunakan tebal lapis tambahan yang telah diketahui. Lapis tambahan tersebut adalah aspal beton, yang dapat diganti lapis tambahan yang lain dengan menggunakan faktor konversi kekuatan relatif konstruksi perkerasan (Iampiran 3).
Rumus umum pada pada grafik no. 4 (lampiran 4):
Y-(0,42 + 0,030Z)
"* (0,019-0,009Z) (0,777+ 0,050Z) dimana:
X = Lendutan balik yang diijinkan (lendutan balik sebelum diberi lapis tambahan (mm).
Y = Lendutan balik yang ada sesudah diberi lapis tambahan (mm).
Z = Tebal lapis tambahan yang telah dikonversi ke aspal beton (cm).
Rumus umum pada graflk no.3 (lampiran 5) menunjukkan hubungan antara lendutan balik yang diijinkan dengan garis lendutan kritis (FK = 0 %),
sehingga diperoleh daya dukung perkerasan dalam satuan AE 18 KSAL (Accumulative Eauivalent 18 kip Single Axle Load).
Rumus umum pada pada graflk no. 3 (lampiran 5):
X=(10<7,2447-3,17J4Y) + 8 83 5 )x l 0 0 ( 2 . 1 1 )
dimana:
X = Daya dukung perkerasan (AE 18 KSAL (Accumulative Equivalent 18 kip Single Axle Load)).
Y = Lendutan balik yang diijinkan (sebelum diberi lapis tambahan) (mm).
2.4.3. Safety (Keamanan)
Keamanan ditentukan oleh besarnya gesekan akibat adanya kontak antara ban dengan permukaan jalan. Besarnya gaya gesek yang terjadi dipengaruhi oleh bentuk dan kondisi ban, tekstur permukaan jalan, kondisi cuaca, dll.
Komponen keamanan :
1. Skid Resistance (tahanan geser / kekesatan )
2. Ruts I alur bekas roda —* bila menimbulkan retak > 2 cm, maka menyebabkan rawan terjadinya kecelakaan.
3. Daya pantul permukaan perkerasan.
4. Garis demarkasi / Garis Batas Jalan.
5. Obyek Penghalang.
Skid Resistance :
Skid resistance / tahanan geser adalah kekesatan yang diberikan oleh perkerasan sehingga kendaraan tidak mengalami selip baik di waktu hujan atau basah maupun di waktu kering. Tahanan geser adalah salah satu parameter evaluasi perkerasan yang sangat penting, karena :
• Tahanan geser yang tidak mencukupi akan berpengaruh cukup besar tehadap timbulnya kecelakaan akibat selip.
• Pemerintah mempunyai kewajiban untuk menyediakan pengguna jalan sebuah jalan yang "layak" keamanannya.
25
• Pengukuran tahanan geser dapat digunakan untuk mengevaluasi berbagai tipe material dan praktek pembangunan.
Tahanan geser tergantung pada mikrotekstur dan makrotekstur permukaan perkerasan (Corley-Lay,1998). Mikrotekstur mengarah pada tekstur skala kecil dari komponen agregat perkerasan (dimana pengawasannya berhubungan antara ban karet dengan permukaan perkerasan), sedangkan makrotekstur mengarah pada tekstur skala besar dari perkerasan yang secara keseluruhan pada susunan partikel agregatnya (dimana pengawasannya pada kehilangan air dari bawah ban dan karena itu berkurangnya tahanan geser dengan meningkatnya kecepatan). (http://
hotmix. ce.washington. edu'wsdot weh/modules/09 pavement evaluation/09- 4 bodv.htm).
Kekesatan dinyatakan dengan koefisien gesek antar permukaan jalan dan ban kendaraan.
Tahanan geser tinggi jika (Silvia Sukirman, Perkerasan Lentur Jalan Raya, 1999):
• Penggunaan agregat dengan permukaan kasar.
• Penggunaan agregat berbentuk kubus.
• Penggunaan agregat kasar yang cukup.
• Penggunaan kadar aspal yang tepat sehingga tak terjadi bleeding.
Tahanan geser dapat berubah setiap waktu. Khususnya meningkat pada 2 tahun pertama dari umur perkerasan kemudian jalan menjadi licin akibat dari lalu lintas dan permukaan agregat kasar menjadi muncul ke permukaan, kemudian berkurang pada waktu agregatnya menjadi halus / licin. Tahanan geser menjadi tinggi dimusim panas dan rendah dimusim hujan. Waktu dan beban / lalu lintas tidak terlalu mempengaruhi skid resistance tetapi cuaca sangat mempenganihi (Gambar 2.7.).
V
0
Ram0
^>
Ih-vmg
^ Diy
TBME
Gambar 2.7. Hubungan antara skidnumber dan cuaca Sumber : Haas & Hudson, Pavement Management Systems, 1978.
Metode pengukuran skid resistance (David Croney and Paul Croney, The Design and Performance ofRoad Pavements, 1977):
a. Pengukuran secara langsung :
• ASTM E 274 "Standard Test Method for Skid Resistance of Paved Surf'aces Using a Full-Scale Tire ".
• ASTM E 501 "Standard Specification for Standard Rih Tirefor Pavement Skid-Resistance Tests ".
• ASTM E 670 "Standard Test Methodfor Side Force Friction on Paved Surfaces Using the Mu - Meter".
• ASTM E 445 "Standard Test Method for Stopping Distance on Paved Surfaces Usinga Passenger VehicleEauipped with Full-Scale Tires".
b. Pengukuran yang berhubungan dengan tekstur permukaan jalan : Microtexture :
ASTM E 303 "Standard Method for Measuring Surface Friction Properties Using the British Pendulum Tester". Hasilnya berupa Bristish Pendulum Numbers (BPN).
Macrotexture :
Memakai metode Sand Patching Method (SPM) dengan menggunakan dasar ASTM E 965 "Standard Test Method for Measuring Surface Macrotexture Depth Using a Sand Volumetric Techniaue ".
27
2.4.3.1. SandPatchingMethod (ASTM E 965)
Karena tahanan geser perkerasan berhubungan dengan makrotekstur permukaan, maka ada beberapa metode untuk mengukur makrotekstur dari perkerasan. Metode pengukuran tekstur permukaan yang mudah adalah Sand Patching Method (ASTM E 965). Prosedur penelitian menurut ASTM E 965 :
• Tes ini dilakukan pada permukaan perkerasan yang kering serta hindari lokasi yang retak dan memiliki sambungan. Bersihkan permukaan perkerasan menggunakan sikat kasar terlebih dahulu kemudian baru gunakan sikat halus untuk menghilangkan kotoran - kotoran, debu, atau partikel agregat yang terlepas dari perkerasan. Letakkan pelindung angin disekeliling area yang akan diuji.
• Isi silinder yang telah diketahui volumenya (min.25 cm3) dengan material yang kering, yaitu pasir yang lolos ayakan no.60 dan tertahan no.80.
• Tuangkan material diatas permukaan perkerasan yang telah dibersihkan dan terlindung dari angin. Dengan hati - hati sebarkan material dengan pola yang melingkar menggunakan plat yang halus. Catat diameter dari lingkaran yang terbentuk.
• Tentukan titik - ritik sampel minimal 4 titik, kemudian catat diameter setiap titik sampel dan didapatkan rata rata kedalaman makrotekstur dari permukaan perkerasan jalan tersebut.
Dengan disebarkannya material, hal ini akan mengisi titik terendah dari permukaan perkerasan. Ketika pasir tersebut tidak bisa disebarkan lagi, maka diameter dari hasil Iingkaran tersebut dapat diukur. Kemudian diameter ini dapat dikorelasikan dengan rata - rata kedalaman tekstur, dimana dapat pula dikorelasikan terhadap tahanan geser.
Hal yang perlu dilihat kembali dari metode ini adalah permukaan makrotekstur dari sebuah perkerasan tidak menunjukkan tahanan gesernya. Karena itu korelasi antara permukaan makrotekstur dengan tahanan geser terkadang sulit untuk diekstrapolasi dengan panduan umum yang ada.
Adapun rumus untuk mendapatkan rata - rata kedalaman makrotekstur adalah :
MATXd = —r- (2.12) nD2
dimana:
MATXd = Rata - rata kedalaman makrotekstur permukaan (mm3) V = Volume material (pasir putih) yang digunakan (mm3) D = Diameter yang terbentuk di atas pennukaan (mm)
Kedalaman tekstur berkisar antara 1,5 mm (0,06 inch) adalah syarat normal yang diijinkan untuk daerah yang lalu lintasnya padat.
2.4.4. Aesthetics (Keindahan)
Setiap orang memiliki penilaiaan yang berbeda - beda tentang keindahan sehingga nilai keindahan dari suatu jalan itu relatif (bukan suatu kepastian).
