1)
Rosalina, adalah DosenJurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Lhokseumawe 2)
Mulizar, adalah DosenJurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Lhokseumawe 1
Rosalina 1) dan Mulizar 2) ABSTRAK
Pemanfaatan aspal emulsi sebagai bahan pengikat campuran aspal di Provinsi Aceh masih sangat minim. Penggunaannya hanya sebagai bahan lapisan resap pengikat/prime coat dan tack coat. Ditinjau dari pelaksanaan pekerjaan penggunaan aspal emulsi lebih mudah, hemat bahan bakar dan lebih ramah lingkungan dibandingkan penggunaan aspal keras karena tidak memerlukan pemanasan seperti proses pencampuran aspal keras. Hal inilah yang menjadi alasan utama penelitian ini. Penelitian tersebut dilaksanakan di Laboratorium Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Lhokseumawe.Tujuan penelitian ini untuk mengetahui karakteristik campuran aspal beton menggunakan aspal emulsi jenis CMS-2 sebagai pengikat. Parameter yang ditinjau adalah nilai Marshall. Untuk mengetahui karakteristik tersebut dilakukan pengujian sifat-sifat fisis material dan uji Marshall untuk campuran. Gradasi campuran yang digunakan adalah gradasi rapat kelompok V berdasarkan lengkung fuller. Hasil pengujian diperoleh kadar aspal emulsi sebesar 5,88% berat campuran. Parameter Marshall campuran aspal emulsi yang dihasilkan adalah stabilitas 660,80 kg, flow 3,23 mm, VIM 5,953%, VFA 73,20% VMA 21,889%, MQ 201,72 kg/mm. Semua parameter tersebut memenuhi persyaratan untuk lalulintas berat, kecuali stabilitas yang tidak memenuhi persyaratan. Walaupun tidak memenuhi syarat untuk lalulintas berat campuran, aspal emulsi masih dapat digunakan untuk lalulintas sedang karena semua parameter Marshallnya memenuhi persyaratan untuk lalulintas sedang.
Kata kunci: aspal emulsi CMS-2, gradasi rapat, parameter Marshall
ABSTRACT
Utilization of emulsion asphalt as binder of asphalt mixture in Aceh province is still minimal. Its use is only as a prime coat and tack coat. Review of the implementation of the work, the use of asphalt emulsion is easier, fuel-efficient and more environmentally friendly than cement asphalt because it requires no warm-up such as mixing cement asphalt. It became the main reason of this research. The research was done in the civil engineering laboratory of Lhokseumawe State Polytechnic. The purpose of this research is to know the characteristics of asphalt concrete mixtures using asphalt emulsion type of CMS-2 as a binder. The Parameter value is Marshall reviewed . The characteristics of the physical properties is reviewed by testing of materials and Marshalls test to mixture material . Gradations of mixture was the group V, which based on the fuller gradation curves. The test obtained asphalt emulsion levels was 5.88% of the weight of the mixture. Asphalt emulsion mixtures marshall parameters generated is stability 660,80 kg, flow 3.23 mm, VIM 5,953%, VFA 73,20% VMA 21,889%, MQ 201,72 kg/mm. All these parameters are eligible for heavy traffic, except stability that did not meet the requirements. Although the parameter is not eligible for heavy traffic, but it still can be used for pavement because of all the Marshall parameters are eligible to moderate traffic.
2
PENDAHULUAN
Pembangunan yang ramah lingkungan tentu diharapkan bukan hanya pada tahap perencanaan saja tetapi juga pada pelaksanaan dan material yang digunakan. Beberapa material yang telah dan terus diteliti untuk menggantikan material dari alam yang eksploitasinya dapat mengganggu keseimbangan ekosistem setempat. Kajian tentang pemanfaatan bahan material konstruksi yang ramah lingkungan dapat mengurangi polusi dan hemat bahan bakar terus dilakukan. Misalnya aspal emulsi sebagai bahan pengikat campuran aspal beton berpotensi untuk mengurangi polusi dan hemat bahan bakar.
Pemanfaatan aspal emulsi sebagai bahan pengikat campuran aspal di Provinsi Aceh masih sangat minim. Penggunaannya hanya sebagai bahan lapisan resap pengikat/prime coat dan
tack coat, padahal aspal emulsi juga
memungkinkan untuk digunakan sebagai bahan pengikat alternatif disamping aspal keras yang sudah umum digunakan. Hal ini juga diperkuat dari hasil penelitian Subroto (1999) bahwa parameter Marshall yang
diperoleh untuk campuran aspal emulsi bergradasi rapat memakai jenis aspal
curing slow setting (CSS) memenuhi
persyaratan untuk lalulintas berat, tetapi membutuhkan waktu curing hingga 14 hari sehingga sulit untuk diaplikasikan di lapangan karena harus menutup akses jalan yang sedang dikerjakan kecuali untuk jalan baru.
Ditinjau dari pelaksanaan pekerjaan penggunaan aspal emulsi lebih mudah, hemat bahan bakar dan lebih ramah lingkungan dibandingkan penggunaan aspal keras. Proses pencampuran aspal keras dengan material lain/agregat membutuhkan
asphalt mixing plant (AMP) dan pada
suhu yang mencapai 140 0C atau dikenal dengan istilah campuran panas (hot mix). Sementara untuk proses pencampuran aspal emulsi lebih sederhana hanya membutuhkan
concrete mixer atau molen sebagai alat
pencampur menggunakan air sebagai bahan pengemulsi dan bahan aditif. Proses ini dinamakan campuran dingin atau cold mix. Berdasarkan analisa EI untuk memproduksi 1 ton campuran hot mix diperlukan bahan bakar solar rata-rata 9,15 liter, sementara untuk proses cold mix diperlukan rata-rata 1,02 liter
3
per ton campuran. Untuk penghamparan di lokasi pekerjaan suhu aspal hot mix harus berkisar 100 0C – 120 0C yang tentu saja hal ini sulit dipertahankan jika cuaca hujan, sedangkan cold mix dihampar pada suhu ruangan berkisar 25 0C – 32 0C sehingga pada saat pelaksanaannya cuaca tidak terlalu berpengaruh.
Berdasarkan latar belakang di atas maka penggunaan aspal emulsi sebagai bahan pengikat campuran aspal beton dapat dijadikan sebagai suatu penelitian mengingat keuntungannya dibandingkan aspal keras. Mengingat aspal emulsi jenis CSS memerlukan waktu yang lama untuk setting time maka penggunaan aspal emulsi jenis
curing medium setting (CMS) dapat
dijadikan pertimbangan karena waktu settingnya lebih cepat dibandingkan jenis CSS.
TINJAUAN PUSTAKA
Campuran aspal dingin pada dasarnya sama seperti campuran aspal panas yang komposisinya terdiri dari agregat kasar, agregat halus, bahan pengisi/filler dan aspal emulsi sebagai bahan pengikat. Semua material tersebut harus diperiksa sifat-sifat
fisisnya sebelum dilakukan proses pencampuran untuk pengujian marshall.
Agregat
Pemerikasaan sifat-sifat fisis agregat yang dilakukan meliputi berat jenis dan penyerapan agregat halus dan kasar, berat isi agregat, kelekatan agregat terhadap aspal, tumbukan, indeks kepipihan dan kelonjongan serta keausan. Badan Litbang Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah, (2002), mengemukakan bahwa spesifikasi sifat-sifat fisis agregat untuk konstruksi perkerasan jalan sebagai berikut:
Tabel 2.1 Persyaratan sifat-sifat fisis agregat
No Sifat-sifat Fisis
Agregat Syarat
1. Berat jenis agregat ≥ 2,50
2. Penyerapan < 3%
berat 3. Berat isi agregat > 1
kg/dm3 4. Indeks Kepipihan ≤ 10 % berat 5. Kelekatan agregat terhadap aspal ≥ 95% luas 6. Keausan < 40% berat Sumber: Depkimpraswil, 2002
4
Gradasi
Agregat yang digunakan untuk lapisan permukaan yang berbahan pengikat aspal emulsi umumnya bergradasi rapat dan gradasi terbuka. Gradasi rapat dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan fuller sebagai berikut:
P = [d/D]0,45 ... (2.1) keterangan :
P = persen lolos saringan dengan bukaan saringan d, mm
d = ukuran agregat yang diperiksa, mm
D = ukuran maksimum agregat yang terdapat dalam campuran, mm. Tabel berikut merupakan distribusi ukuran agregat untuk gradasi rapat berdasarkan persamaan fuller Tabel 2.2. Spesifikasi bergradasi rapat berdasarkan lengkung gradasi Fuller
Ukuran Saringan Saringan mm Persen Lolos I II III IV V 2,5" 63 100 2" 50 90 100 1,5" 37,5 79 88 100 1" 25 66 73 83 100 3/4" 19 58 65 74 88 100 1/2" 12,5 48 54 61 73 83 3/8" 9,5 43 47 54 65 73 No. 4 4,75 31 35 39 47 54 No. 8 2,36 23 25 29 35 39 No. 16 1,18 17 19 21 25 29 No. 30 0,6 12 14 16 19 21 No. 40 0,425 11 12 13 16 18 No. 50 0,3 9 10 11 14 15 No.100 0,15 7 7 8 10 11 No.200 0,075 5 5 6 7 8 Aspal Emulsi
Aspal emulsi adalah aspal cair yang dihasilkan dengan cara mendispersikan aspal keras ke dalam air atau sebaliknya dengan bantuan bahan pengemulsi. Aspal emulsi ada dua jenis yaitu aspal emulsi kationik dan anionik. Aspal emulsi kationik adalah aspal emulsi yang bermuatan positif dan aspal emulsi anionik adalah aspal emulsi yang bermuatan negatif:
Aspal emulsi kationik ada tiga jenis yaitu rapid curing (RC), medium curing (MC) dan slow curing (SC). Klasifikasi ini berdasarkan setting time aspal emulsi yaitu terpisahnya aspal emulsi dengan air setelah terjadi kontak dengan agregat. Spesifikasi aspal emulsi kationik sebagai berikut:
Tabel 2.3 Spesifikasi aspal emulsi kationik N o Sifat-sifat Pengikatan Cepat (CRS 1) Pengikatan Cepat (CMS 2) Pengikatan Cepat (CSS 1) Min Mak Min Mak Min Mak 1 2 3 4 5 6 Kekentalan pada suhu 25 0C(detik) Kekentalan pada suhu 50 0C(detik) Pengendap-an 1 hari(%) Pengendap-an 5 hari(%) Daya tahan terhadap air (%) a. Lapisan batu kering b. Lapisan batu kering setelah semprotan - 20 - - - - - - 100 1 5 - - - - 50 - - 80 60 60 - 450 1 5 100 80 80 20 - - - - - - 100 - 1 5 - - -
5 7 8 c. Lapisan batu basah d. Lapisan setelah semprotan air Muatan listrik a. Sisa penyuling an (%) b. Penetrasi 25/C 100g, 5 dtk c. Daktilitas 25/C, 5 cm/menit d. Kelarutan terhadap trychloroe thylene (% berat) - Posi-tif 55 100 40 97,5 - Posi-tif - 250 - - 60 Posi-tif 65 100 40 97,5 80 Posi-tif - 250 - - - Posi-tif 57 100 40 97,5 - Posi-tif - 250 - - Sumber: SNI 03-6832-2002
Kadar Aspal Optimum
Persentase kadar aspal emulsi pada campuran adalah perbandingan antara kadar aspal teoritis dan kadar residu aspal hasil pengujian laboratorium. Kadar aspal teoritis dipengaruhi oleh gradasi agregat. Besarnya kadar aspal ini dihitung berdasarkan persamaan (Subroto,1999):
R = 0,00138 A.B+(6,358 log C – 4,655) ... (2.2)
Keterangan:
R = kadar residu aspal
A = persentase agregat tertahan saringan no. 4
B = persentase agregat lolos saringan no. 4 dan tertahan no. 200
C = persentase agregat lolos saringan no. 200
Sementara kadar residu aspal percobaan ditentukan berdasarkan pengujian destilisasi atau pengujian penguapan.
Pengujian Marshall
Karakteristik campuran aspal beton dapat diperiksa dengan menggunakan alat Marshall. Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk menentukan ketahanan (stabilitas) terhadap kelelehan plastis (flow) dari campuran aspal. Parameter kekuatan Marshall yaitu stabilitas (stability), Kelelehan plastis (flow), berat volume (density), Voids in mix (VIM), Voids
filled by bitumen (VFB), Voids in mineral agregate (VMA) dan Marshall quotient. Nilai Persyaratan Marshall
untuk lapisan aspal beton dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 2.4 Persyaratan parameter marshall untuk aspal beton
No Parameter Marshall Syarat
1. Stabilitas > 750 Kg 2. Flow ≤ 2 mm 3. VIM 3 – 6 % 4. VMA ≥. 16% 5. FVB ≥ 65% 6. Marshall Quantien ≤ 2 kN/mm 7. Durabilitas Min. 75% Sumber : Sukirman, S (2003)
6
METODE PENELITIAN
Penelitian dilakukan terhadap sifat-sifat fisis agregat, sifat fisis aspal dan campuran aspal. Pemeriksaan ini berpedoman pada Standar Nasional Indonesia (SNI).
Material dan Peralatan
Material yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari aspal emulsi jenis CMS2 (curing medium setting - 2) produksi PT. Riau Aspal Emulsindo Provinsi Riau, agregat dari stone crusher PT. Abad Jaya Sentosa Lhokseumawe.
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi alat yang digunakan untuk pemeriksaan sifat-sifat fisis agregat, analisa saringan, sifat-sifat fisis aspal, dan percobaan marshall yang terdapat di Laboratorium Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Lhokseumawe
Prosedur Penelitian
Material (agregat, filler, dan aspal) untuk pembuatan benda uji yang telah dikumpulkan diperiksa sifat-sifat fisisnya. Selanjutnya dilakukan proses pencampuran dan test marshall.
Adapun pemeriksaan sifat-sifat fisis agregat yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi pemeriksaan berat jenis dan penyerapan, berat isi agregat, tumbukan, indeks kepipihan, indeks kelonjongan, kelekatan agregat terhadap aspal dan keausan. Pemeriksaan sifat fisis agregat
berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI) 03-6388-2000.
Aspal yang dipakai dalam penelitian ini adalah aspal emulsi jenis
curing medium setting 2 (CMS2).
Pemeriksaan yang dilakukan untuk aspal ini adalah kadar residu aspal dalam aspal emulsi. Pemeriksaan sifat fisis ini berpedoman pada SNI 03-6829-2002.
Perencanaan campuran
Agregat dan aspal yang telah memenuhi spesifikasi dilakukan pencampuran. Gradasi yang digunakan adalah gradasi rapat berdasarkan lengkung fuller V. Kadar aspal emulsi untuk campuran ditentukan dari perbandingan kadar residu hasil pengujian penguapan dan kadar aspal emulsi teoritis yang dihitung menggunakan persamaan (2.2).
Parameter Marshall
Perilaku campuran lapisan aspal beton dilakukan dengan menggunakan alat pemeriksaan Marshall di laboratorium. Pemeriksaan ini dimaksudkkan untuk mengetahui ketahanan (stabilitas) terhadap kelelehan plastis (flow) dari campuran aspal dengan agregat. Parameter kekuatan marshall campuran berupa ketahanan (stabilitas), terhadap kelelehan (flow), rongga dalam campuran (VIM), rongga terisi (VFB), rongga antar butiran (VMA), kepadatan (density), Marshall Quotient (MQ).
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil yang diperoleh dari pengujian terhadap sifat-sifat fisis agregat, sifat-sifat fisis aspal, parameter campuran aspal dikaji lebih jauh dengan merujuk kepada literatur dan penelitian sebelumnya.
Sifat-sifat fisis agregat
Hasil pemeriksaan sifat-sifat fisis agregat meliputi pemeriksaan berat jenis, penyerapan agregat halus dan kasar, berat isi agregat, kelekatan agregat terhadap aspal, tumbukan, indeks kepipihan dan kelonjongan, keausan dan gradasi. Hasil pemeriksaan sifat-sifat fisis agregat diperlihatkan pada Tabel 4.1 berikut ini.
Tabel 4.1. Hasil Pemeriksaan Sifat-sifat Fisis Agregat
Sifat-sifat fisis aspal
Pemeriksaan aspal emulsi produksi PT. Riau Aspal Emulsindo dilakukan untuk mengetahui kadar residu aspal dalam aspal emulsi. Diperoleh kadar residu rata-rata 68,13%, nilainya lebih besar dari persyaratan minimal 65% sehingga aspal emulsi ini memenuhi persyaratan SNI 03-6832-2002.
Kadar aspal optimum
Persentase kadar aspal emulsi dalam campuran adalah perbandingan antara kadar aspal teoritis dan kadar residu aspal hasil pengujian laboratorium. Kadar aspal teoritis dihitung menggunakan persamaan (2.2):
R = 0,00138A.B + (6,358 log C- 4,655) Untuk gradasi agregat V
diperoleh A (% agregat tertahan saringan no. 4) = 46%,
B (persen lolos saringan no. 4 tertahan saringan no. 200) = 46% dan
C (persen lolos saringan no. 200) 8%. Diperoleh R (kadar aspal teoritis) sebesar 4,007.
Kadar aspal dalam campuran = R/kadar residu aspal = 4,007/0,6813 = 5,88%. No. Sifat-sifat Fisis
Agregat Hasil Penelitian Syarat 1. Berat jenis agregat kasar 2,528% ≥ 2,50 2. Berat jenis agregat halus 2,549% ≥ 2,50 3. Penyerapan agregat kasar 0,056% < 3% berat 4. Penyerapan agregat halus 1,110% < 3% berat 5. Berat isi agregat 1,400
kg/dm3 > 1 kg/dm3 6. Tumbukan 12,38% ≤ 30% berat 7. Indeks kepipihan 61,05% ≤ 25% berat 8. Indeks kelonjongan 11,13% ≤ 25% berat 9. Kelekatan agregat terhadap aspal 99,5% ≥ 95% luas 10. Keausan 21,58% < 40% berat
8
Sehingga direncanakan persentase kadar aspal emulsi adalah 5,88% dari berat total campuran.
Karakteristik campuran
Hasil pengujian campuran aspal emulsi diperoleh stabilitas 660,80 kg, flow 3,23 mm, VIM 5.953%, VFB 73,200%, VMA 21,889% dan MQ 201,72 kg/mm. Hasil pengujian selengkapnya diperlihatkan pada lampiran. Berikut parameter marshall untuk kedua campuran ditampilkan pada Tabel 4.2.
Tabel 4.2. Parameter Marshall
Pembahasan
Hasil pemeriksaan sifat-sifat fisis agregat menunjukkan bahwa secara umum agregat memenuhi persyaratan untuk digunakan sebagai material campuran lapisan permukaan jalan. Hanya indeks kepipihan dan gradasi agregat yang tidak memenuhi persyaratan sehingga perlu dilakukan perbaikan agar dapat digunakan sebagai material campuran aspal.
Perbaikan indeks kepipihan agregat dilakukan dengan cara mengganti sebagian agregat yang ukurannya tidak memenuhi batasan kepipihan. Sementara perbaikan gradasi dilakukan dengan cara merujuk kepada lengkung fuller.
Berdasarkan hasil yang diperoleh gradasi agregat cenderung mendekati gradasi rapat lengkung fuller V, sehingga dipilih lengkung V sebagai rujukan perbaikan gradasi. Perbaikan ini dilakukan dengan menambah dan mengurangi agregat yang persentasenya tidak sesuai dengan lengkung fuller V.
Hasil pemeriksaan sifat-sifat fisis aspal yang digunakan yaitu aspal emulsi CMS-2 dengan merujuk kepada standar SNI, maka aspal yang digunakan memenuhi persyaratan untuk digunakan sebagai bahan campuran lapisan aspal beton.
Karakteristik campuran aspal
Hasil pemeriksaan yang diperoleh menunjukkan semua parameter memenuhi persyaratan kecuali stabilitas yang tidak memenuhi persyaratan untuk lalulintas berat. Stabilitas campuran aspal emulsi 660,80 kg tidak memenuhi persyaratan stabilitas lalulintas berat tetapi dapat digunakan untuk lalulintas sedang yang mensyaratkan stabilitas minimumnya 500 kg. Rendahnya stabilitas campuran aspal emulsi dikarenakan flow yang terjadi besar dan agregat yang terselimuti lebih tebal dan pada No. Parameter Marshall Campuran Aspal Emulsi (Aspal 5,88%) Syarat 1. Stabilitas (kg) 660,80 Min 800 2. Flow (mm) 3,23 Min 2 3. VIM (%) 5.953 3 – 6 4. VFB (%) 73,200 ≥ 65 5. VMA (%) 21,889 Min 16 6. MQ (kg/mm) 201,72 Min 200
9
akhirnya akan mengurangi daya ikat antar agregat dalam campuran pada saat dibebani. Berkurangnya ikatan antar agregat akan mengurangi stabilitas campuran.
Mengingat komposisi aspal emulsi yang terdiri dari residu aspal, bahan pengemulsi dan air maka peningkatan stabilitas untuk campuran emulsi masih memungkinkan dilakukan. Peningkatan ini dapat dilakukan dengan cara mengatur kadar air pada saat dilakukan pencampuran. Salah satu sifat agregat adalah akan mencapai tingkat kepadatan maksimum pada kadar air optimum. Dengan demikian perlu dilakukan pengujian untuk menentukan kadar air optimum untuk campuran aspal emulsi. Pada kadar air yang optimum inilah campuran dipadatkan sehingga akan diperoleh kepadatan yang maksimum dan pada akhirnya dapat meningkatkan stabilitas campuran.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dan pengolahan data dan pembahasan dengan merujuk kepada literatur yang relevan diperoleh kesimpulan dan saran sebagai berikut:
1. Secara umum material campuran aspal yaitu aspal keras, aspal emulsi dan agregat memenuhi persyaratan Standar Nasional Indonesia, kecuali gradasi agregat yang harus dilakukan perbaikan mengikuti lengkung fuller V.
2. Parameter marshall yang dihasilkan untuk campuran aspal emulsi memenuhi persyaratan untuk lalulintas berat, kecuali stabilitasnya sebesar 660,80 kg yang tidak mencapai nilai minimum yang disyaratkan 800 kg.
3. Penggunaan aspal emulsi sebagai bahan pengikat campuran aspal beton masih memungkin digunakan untuk lalulintas sedang mengingat syarat stabilitas minimalnya adalah 500 kg.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2002. SNI 03-6829-2002,
Metode Pengujian Kadar Residu
Aspal Emulsi dengan Cara
Penguapan. Badan Standar
Nasional Jakarta.
Anonim, 2002. SNI 03-6832-2002,
Spesifikasi Aspal Emulsi, Badan
Standar Nasional Jakarta.
Anonim, 2000. SNI 03-6388-2000,
Spesifikasi Agregat Lapis Pondasi
Bawah, Lapis Pondasi Atas dan
Lapisan Permukaan, Badan
Standar Nasional.
Anonim, 1991. SNI 06-2489-1991,
Metode Pengujian Campuran
Aspal Dengan Alat Marshall,
Badan Standar Nasional Jakarta. Sukirman, S., 2003. Beton Aspal
10
Subroto, S., 1999. Karakteristik
Marshall Modifikasi dari
Campuran Aspal Emulsi
Bergradasi Rapat, Tesis,Institut
