perkerasan aspal

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. LAPIS BETON ASPAL Lapis beton aspal adalah lapisan penutup konstruksi jalan yang mempunyai nilai struktural yang pertama kali dikembangkan di Amerika oleh The Asphalt Institude dengan nama Asphalt Concrete (AC). Menurut Bina Marga Departemen Pekerjaan Umum, campuran ini terdiri atas agregat menerus dengan aspal keras, dicampur, dihamparkan dan dipadatkan dalam keadaan panas pada suhu tertentu. Suhu pencampuran ditentukan berdasarkan jenis aspal yang akan digunakan. Sedangkan yang dimaksud gradasi menerus adalah komposisi yang menunjukkan pembagian butir yang merata mulai dari ukuran yang terbesar sampai ukuran yang terkecil. Beton aspal dengan campuran bergradasi menerus memiliki komposisi dari agregat kasar, agregat halus, mineral pengisi (filler) dan aspal (bitumen) sebagai pengikat. Ciri lainnya memiliki sedikit rongga dalam struktur agregatnya, saling mengunci satu dengan yang lainnya, oleh karena itu beton aspal memiliki sifat stabilitas tinggi dan relatif kaku. Menurut spesifikasi campuran aspal Departemen Pekerjaan Umum 2007, Laston (AC) terdiri dari tiga macam campuran, Laston Lapis Aus (AC-WC), Laston Lapis Pengikat (AC-BC) dan Laston Lapis Pondasi (AC-Base) dengan ukuran maksimum agregat masing-masing campuran adalah 19 mm, 25.4 mm, 37.5 mm. Ketentuan mengenai sifat-sifat dari campuran Laston (AC) dengan aspal Pen 60/70 dapat dilihat pada tabel 2.1 . Universitas Sumatera UtaraTabel. 2.1. Ketentuan Sifat–sifat Campuran Laston (AC) Sifat-sifat Campuran Laston WC BC Base Penyerapan Aspal (%) Maks 7,2 Jumlah tumbukan per bidang 75 112 Rongga dalam campuran (%) Min 3,5 Maks 5,5 Rongga dalam agregat (VMA) (%) Min 15 14 13 Rongga terisi aspal (%) Min 65 63 60 Stabilitas Marshal (kg) Min 800 1500 Maks - - Kelelehan (mm) Min 3 5 Maks - - Marshal Quetient (kg/mm) Min 250 350 Stabilitas Marshall Sisa (%) setelah perendaman selama 24 jam, 60 o C Min 75 Rongga dalam campuran (%) pada Kepadatan membal (refusal) Min 2,5 Sumber : Departemen Pekerjaan Umum (2007) 2.2. BAHAN CAMPURAN BERASPAL 2.2.1. Agregat 1. Agregat Kasar Agregat adalah material berbutir keras dan kompak, yang termasuk di dalamnya antara lain kerikil alam, agregat hasil pemecahan oleh stone crusher, abu batu dan pasir. Agregat mempunyai peranan yang sangat penting dalam perkerasan jalan, dimana agregat menempati proporsi terbesar dalam campuran, umumnya berkisar antara 90 - 95 % dari berat total campuran, atau 75 -85 % dari volume campuran (The Asphalt Institute, 1983). Mutu, keawetan dan daya dukung perkerasan sangat dipengaruhi oleh karakteristik agregat. Oleh karena itu, sebelum digunakan sebagai bahan campuran dalam perkerasan jalan, harus dilakukan terlebih dahulu pemeriksaan di laboratorium untuk mengetahui karakteristiknya (11) . Universitas Sumatera UtaraMenurut BS.594 (1992), agregat kasar mempunyai peran sebagai pengembang volume mortar, menjadikan campuran lebih ekonomis, meningkatkan ketahanan mortar terhadap kelelehan (flow) dan meningkatkan stabilitas. Campuran dengan kandungan agregat kasar yang rendah mempunyai daya tahan yang lebih baik dari kandungan yang lebih tinggi, karena membutuhkan kadar aspal yang lebih banyak. Tabel. 2.2. Ketentuan Agregat Kasar Pengujian Standart Nilai Abrasi dengan mesin Los Angeles SNI 03-4428-1997 Maks. 40 % Kelekatan agregat terhadap aspal SNI 03-4428-1997 Min. 95 % Angularitas agregat kasar SNI 03-6877-2002 95/90 (*) Partikel pipih dan lonjong (**) RSNI T-01-2005 Maks. 10 % Material lolos saringa n No. 200 SNI 03-4142-1996 Maks. 1 % Catatan : (*) 95/90 menunjukkan 95 %agregat kasar mepunyai muka bidang pecah satu atau lebih dan 90 % agregat kasar mempunyai muka bidang pecah dua atau lebih (**) Pengujian dengan perbandingan lengan alat uji terhadap poros 1 : 5 Sumber : Departemen Pekerjaan Umum (2007) 2. Agregat Halus Agragat halus adalah agregat yang lolos saringan No. 8 (2.36 mm) yang terdiri dari batu pecah tersaring atau pasir alam yang bersih, keras dan bebas dari lempung atau bahan yang tidak dikehendaki lainnya dan memenuhi ketentuan dalam tabel II.3. Menurut BS 594 (1985), fungsinya adalah untuk mendukung stabilitas dan mengurangi deformasi permanen. Stabilitas campuran diperoleh melalui ikatan saling mengunci (interlocking) dan pergeseran dari partikel. Tabel 2.3 Pengujian dan Sifat – Sifat Teknis Agregat Halus Pengujian Standart Nilai Nilai setara pasir SNI 03-4428-1997 Min. 50 % Material lolos saringa n No. 200 SNI 03-4428-1997 Maks. 8 % Angularitas SNI 03-6877-2002 Min. 45 % Sumber : Departemen Pekerjaan Umum (2007) Universitas Sumatera Utara3. Filler (Bahan Pengisi) Filler dapat terdiri dari debu batu kapur (limestone dust), sement portland, fly ash, abu tanur semen, abu batu atau bahan non plastis lainnya. Fungsi filler dalam campuran adalah (11) : • Untuk memodifikasi agregat halus sehingga berat jenis campuran meningkat dan jumlah aspal yang diperlukan untuk mengisi rongga akan berkurang • Filler dan aspal secara bersamaan akan membentuk suatu pasta yang akan membalut dan mengikat agregat halus yntuk membentuk mortar • Mengisi ruang antar agregat halus dan kasar serta meningkatkan kepadatan sdan kestabilan. Tujuan awal filler adalah mengisi rongga dalam campuran VIM, tidak hanya oleh bitumen tetapi material yang lebih murah. Pada kadar aspal konstan, penambahan filler akan memperkecil VIM. Dalam perkembangan selanjutnya, terbukti bahwa filler tidak hanya mengganti fungsi bitumen mengisi rongga, tetapi juga memperkuat campuran (Edward, 1988). Untuk suatu kadar aspal yang konstan jumlah filler yang sedikit akan menyebabkan rendahnya koefisien marshall karena viskositas bitumen masih rendah dengan filler yang sedikit tersebut. Selanjutnya koefisien marshall meningkat dengan penambahan filler sampai nilai maksimum, kemudian menurun akibat kemampuan pemadatan campuran (tanpa menimbulkan retak). Filler juga berpengaruh terhadap nilai kadar aspal optimum melalui luas permukaan dari partikel mineralnya. Penggunaan jenis dan proporsi filler juga mempengaruhi kualitas dari campuran beraspal. Penggunaan filler yang terlalu banyak cenderung menghasilkan campuran yang getas dan mudah retak. Di sisi lain, kandungan filler yang terlalu rendah juga akan menjadikan campuran lebih peka terhadap temperatur dimana campuran akan terlalu lunak pada cuaca panas. Universitas Sumatera UtaraGradasi agregat yang digunakan adalah Laston dengan jenis campuran lapis aus (AC-WC) yang berpedoman kepada Spesifikasi Baru Campuran Aspal Panas Departemen Pekerjaan Umum 2007. 2.2.2. Sifat-sifat Fisik Agregat dan Hubungannya dengan Kinerja Campuran Beraspal Pada suatu campuran beraspal, agregat memberikan kontribusi yang cukup besar sampai 90-95 % terhadap berat campuran, sehingga sifat-sifat agregat merupakan salah satu faktor penentu dari kinerja campuran tersebut. Untuk tujuan ini, sifat agregat yang harus diperiksa antara lain (1) : 1) Ukuran butir Ukuran agregat dalam suatu campuran beraspal terdistribusi dari yang berukuran besar sampai ke yang kecil. Semakin besar ukuran maksimum agregat yang dipakai semakin banyak variasi ukurannya dalam campuran tersebut. Ada dua istilah yang biasanya digunakan berkenaan dengan ukuran butir agregat, yaitu : − Ukuran maksimum, yang didefenisikan sebagai ukuran saringan terkecil yang meloloskan 100 % agregat, − Ukuran nominal maksimum, yang didefenisikan sebagai ukur an saringan terbesar yang masih menahan maksimum dari 10 % agregat. Istilah-istilah lainnya yang biasa digunakan sehubungan dengan ukuran agregat, yaitu: − Agregat kasar : Agregat yang tertahan saringan No. 8 (2,36) − Agregat halus : Agregat yang lolos saringan No. 8 (2,36) − Mineral pengisi : Fraksi dari agregat halus yang lolos saringan No. 200 (0,075 mm) minimum 75 % terhadap berat total agregat − Mineral abu : Fraksi dari agregat halus yang 100 % lolos saringan No. 200 (0,075 mm) Universitas Sumatera UtaraMineral pengisi dan mineral abu dapat terjadi secara alamiah atau dapat juga dihasilkan dari proses pemecahan batuan atau dari proses buatan. Mineral ini penting artinya untuk mendapatkan campuran yang padat, berdaya tahan dan kedap air. Walaupun begitu, kelebihan atau kekurangan sedikit saja dari mineral ini akan menyebabkan campuran terlalu kering atau terlalu basah. Perubahan sifat campuran ini bisa terjadi hanya karena sedikit perubahan dalam jumlah atau sifat dari bahan pengisi atau mineral debu yang digunakan. Oleh karena itu, jenis dan jumlah mineral pengisi atau debu yang digunakan dalam campuran haruslah dikontrol dengan seksama. 2) Gradasi Agregat Seluruh spesifikasi perkerasan mensyaratkan bahwa partikel agregat harus berada dalam rentang ukuran tertentu dan untuk masing-masing ukuran pertikel harus dalam proporsi tertentu. Distribusi dari varisi ukuran butir agregat ini disebut gradasi agregat. Gradasi agregat mempengaruhi besarnya rongga dalam campuran dan menentukan workabilitas (sifat mudah dikerjakan) dan stabilitas campuran. Untuk menentukan apakah gradasi agregat memenuhi spesifikasi atau tidak, diperlukan suatu pemahaman bagaimana ukuran partikel dan gradasi agregat diukur. Gradasi agregat ditentukan oleh analisa saringan, dimana contoh agregat harus melalui satu set saringan. Ukuran saringan menyatakan ukuran bukaan jaringan kawatnya dan nomor saringan menyatakan banyaknya bukaan jaringan kawat per inchi per segi dari saringan tersebut. Gradasi agregat dinyatakan dalam persentase berat masing-masing contoh yang lolos pada saringan tertentu. Persentase ini ditentukan dengan menimbang agregat yang lolos atau tertahan pada masing-masing saringan. Gradasi agregat dapat dibedakan atas : a. Gradasi seragam (uniform graded)/gradasi terbuka (open graded) Universitas Sumatera Utaraadalah gradasi agregat dengan ukuran yang hampir sama. Gradasi seragam disebut juga gradasi terbuka (open graded) karena hanya mengandung sedikit agregat halus sehingga terdapat banyak rongga/ruang kosong antar agregat. Campuran beraspal yang dibuat dengan gradasi ini bersifat porus atau memiliki permeabilitas kyang tinggi, stabilitas rendah dan memiliki berat isi yang kecil. b. Gradasi rapat (dense graded) Adalah gradasi agregat dimana terdapat butiran agregat kasar sampai halus, sehingga sering juga disebut gradasi menerus atau gradasi baik (well graded). Pada campuran Laston lapis aus (AC-WC), selain batasan titik kontrol gradasi juga terdapat persyaratan khusus yaitu kurva Fuller dan daerah larangan (restricted zone). Kurva Fuller adalah kurva gradasi dimana kondisi campuran memiliki kepadatan maksimum dengan rongga diantara mineral agregat (VMA) minimum. Suatu campuran dikatakan bergradasi sangat rapat/Kurva Fuller tersebut ditentukan bila persentase rumus dari masing-masing saringan memenuhi persamaan berikut : P = 100 ( ) n Dimana : d = ukuran saringan yang ditinjau D = ukuran agregat maksimum dari gradasi tertentu n = 0,35 – 0,45 Campuran dengan gradasi ini memiliki stabilitas yang tinggi, agak kedap terhadap air dan memiliki berat isi yang besar. c. Gradasi senjang (Gap graded) Adalah gradasi agregat dimana ukuran agregat yang ada tidak lengkap atau ada fraksi agregat yang tidak ada atau jumlahnya sedikit sekali.Campuran agregat dengan gradasi ini memiliki kualitas peralihan dari kedua gradasi yang disebutkan di atas. Biasanya digambarkan dalam suatu grafik hubungan antara ukuran saringan Universitas Sumatera Utaradinyatakan pada sumbu horizontal dan persentasi agregat yang lolos saringan tertentu dinyatakan pada sumbu vertikal. Gambar1. Contoh tipikal macam-macam gradasi agregat 3) Kebersihan Agregat Kebersihan agregat menentukan sifat campuran perkerasan aspal yang akan dibuat. Agregat yang berasal dari alam biasanya banyak mengandung kotoran-kotoran yang berasal dari tumbuh-tumbuhan yang telah membusuk, maupun dari batuan-batuan muda yang mempunyai kekerasan yang rendah. Kotoran pada agregat juga dapat berupa lempung yang tidak stabil struktur tanahnya. Untuk menganalisa sifat ini dapat dilakukan secara visual, tetapi untuk mendapat hasil yang lebih baik bias dilakukan dengan penyaringan basah. Selain itu khusus untuk menganalisa lempung yang terdapat pada agregat, dapat dilakukan pengujian sand equivalent. (1) 4) Kekerasan (Toughness) Semua agregat yang digunakan harus kuat, mampu menahan abrasi dan degradasi selama proses produksi dan operasionalnya di lapangan. Agregat yang akan digunakan sebagai lapis permukaan perkerasan harus lebih keras (lebih tahan) daripada agregat yang digunakan untuk lapis bawahnya. Hal ini disebabkan karena lapisan permukaan Universitas Sumatera Utaraperkerasan akan menerima dan menahan tekanan dan benturan akibat beban lalu lintas paling besar. Untuk itu, kekuatan agregat terhadap beban merupakan suatu persyaratan yang mutlak harus dipenuhi oleh agregat yang akan digunakan sebagai bahan jalan. Uji kekuatan agregat di laboratorium biasanya dilakukan dengan uji abrasi dengan mesin Los Angeles (Los Angeles Abration Test), uji beban kejut (Impact Test) dan uji ketahanan terhadap pecah (Crushing Test). Dengan pengujian-pengujian ini kekuatan relatif agregat dapat diketahui. 5) Bentuk Butir Agregat Agregat memiliki bentuk butir dari bulat (rounded) sampai bersudut (angular), seperti yang diilustrasikan pada gambar 2. Bentuk partikel agregat yang bersudut memberikan ikatan antara agregat (aggregate interlocking) yang baik yang dapat menahan perpindahan (displacement) agregat yang mungkin terjadi. Agregat yang bersudut tajam, berbentuk kubikal dan agregat yang memiliki lebih dari satu bidang pecah akan mengasilkan ikatan antar agregat yang paling baik. Bentuk agregat tersebut dapat mempengaruhi workabilitas campuran perkerasan selama penghamparan, yaitu dalam hal energi pemadatan yang dibutuhkan untuk memadatkan campuran, dan kekuatan struktur perkerasan selama umur pelayanannya. Dalam campuran beraspal, penggunaan agregat yang bersudut saja atau bulat saja tidak akan menghasilkan campuran beraspal yang baik. Kombinasi penggunaan kedua partikel agregat ini sangatlah dibutuhkan untuk menjamin kekuatan pada struktur perkerasan dan workabilitas yang baik dari campuran tersebut. Universitas Sumatera UtaraGambar 2. Tipikal bentuk butir kubikal, lonjong dan pipih 6) Tekstur Permukaan Agregat Selain memberikan sifat ketahanan terhadap gelincir (skid resisntance) pada permukaan perkerasan, tekstur permukaan agregat (baik makro maupun mikro) juga merupakan faktor lainnya yang menentukan kekuatan, workabilitas dan durabilitas campuran beraspal. Permukaan agregat yang kasar akan memberikan kekuatan pada campuran beraspal karena kekasaran permukaan agregat dapat menahan agregat tersebut dari pergeseran atau perpindahan. Kekasaran permukaan agregat juga akan memberikan tahanan gesek yang kuat pada roda kendaraan sehingga akan meningkatkan keamanan kendaraan terhadap slip. Agregat dengan tekstur permukaan yang sangat kasar memiliki koefisien gesek yang tinggi yang akan membuat agregat tersebut sulit untuk berpindah tempat, sehingga akan menurunkan workabilitasnya. Oleh sebab itu penggunaan agregat bertekstur halus Universitas Sumatera Utaradengan proporsi tertentu kadang-kadang dibutuhkan untuk membantu meningkatkan workabiltasnya. Dilain pihak, film aspal lebih mudah merekat pada permukaan yang kasar sehingga akan menghasilkan ikatan yang baik antara aspal dan agregat dan pada akhirnya akan menghasilkan campuran beraspal yang kuat. Agregat yang berasal dari sungai (bankrun agregat) biasanya memiliki permukaan yang halus dan berbentuk bulat, oleh sebab itu agar dapat menghasilkan campuran beraspal dengan sifat-sifat yang baik agregat sungai ini harus dipecahkan terlebih dahulu. Pemecahan ini dimaksudkan untuk menghasilkan tekstur permukaan yang kasar pada bidang pecahnya dan mengubah bentuk butir agregat. 7) Daya Serap Agregat Keporusan agregat menentukan banyaknya zat cair yang dapat diserap agregat. Kemampuan agregat untuk menyerap air dan aspal adalah suatu informasi yang penting yang harus diketahui dalam pembuatan campuran beraspal. Jika daya serap agregat sangat tinggi, agregat ini akan terus menyerap aspal baik pada saat maupun setelah proses pencampuran agregat dengan aspal di unit pencampur aspal (AMP). Hal ini akan menyebabkan aspal yang berada pada permukaan agregat yang berguna untuk mengikat partikel agregat menjadi lebih sedikit sehingga akan menghasilkan film aspal yang tipis. Oleh karena itu, campuran yang dihasilkan tetap baik, agregat yang porus memerlukan aspal yang lebih banyak dibandingkan dengan yang kurang porus. Agregat dengan keporusan/daya serap yang tinggi biasanya tidak digunakan, tetapi untuk tujuan tertentu, pemakaian agregat ini masih dapat dibenarkan asalkan sifat lainnya dapat terpenuhi. Contoh-contoh material seperti batu apung yang memiliki keporusan tinggi digunakan karena ringan dan tahan terhadap abrasi. Meskipun demikian Universitas Sumatera Utaraberat jenis harus dikoreksi mengingat semua perhitungan didasarkan pada persentase berat bukan volume. 8) Kelekatan Terhadap Aspal Kelekatan agregat terhadap aspal adalah kecenderungan agregat untuk menerima, menyerap dan menahan film aspal. Agregat hidrophobik (tidak menyukai air) adalah agregat yang memiliki sifat kelekatan terhadap aspal yang tinggi, contoh agregat ini adalah batu gamping dan dolomit. Sebaliknya, agregat hidrophilik (suka air) adalah agregat yang memiliki kelekatan terhadap aspal yang rendah. Sehingga agregat jenis ini cenderung terpisah dari film aspal bila terkena air. Kuarsit dan beberapa jenis granit adalah contoh agregat hidrophilik. Ada beberapa metode uji untuk menentukan kelekatan agregat terhadap aspal dan kecenderungannya untuk mengelupas (stripping). Salah satu diantaranya dengan merendam agregat yang telah terselimuti aspal ke dalam air, lalu diamati secara visual. Tes lainnya adalah tes perendaman mekanik. Tes ini menggunakan dua contoh campuran, satu direndam dalam air dan diberikan energi mekanik dengan cara pengadukan, dan satunya lagi tidak. Kemudian kedua contoh ini diuji kekuatannya. Perbedaan kekuatan antara keduanya dapat dipaki sebagai indikator untuk dapat mengetahui kepekaan agregtat terhadap pengelupasan. 2.3. PENGUJIAN KUALITAS BAHAN 2.3.1. Pengujian Agregat 1. Pengujian Analisa Ukuran Butir (Gradasi) Gradasi agregat adalah pembagian ukuran butiran yang dinyatakan dalam persen dari berat total. Tujuan utama pekerjaan analisa ukuran butir agregat adalah untuk pengontrolan gradasi agar diperoleh konstruksi campuran yang bermutu tinggi. Universitas Sumatera UtaraBatas gradasi diperlukan sebagai batas toleransi dan merupakan suatu cara untuk menyatakan bahwa agregat yang terdiri dari fraksi kasar, sedang dan halus dengan suatu perbandingan tertentu secara teknis masih diijinkan untuk digunakan. Jika grafik terletak menuju ke bagian atas batas toleransi gradasi, agregat dinyatakan lebih halus dan sebaliknya apabila kurva menuju ke bagian bawah batas toleransi gradasi, agregat dinyatakan lebih kasar dari yang diinginkan. Suatu lapisan yang semuanya terdiri atas agregat kasar dengan ukuran yang kirakira sama, akan mengandung rongga udara sekitar 35 % seperti ditunjukkan pada gambar berikut : Gambar 3. Rongga diantara agregat Apabila lapisan tersebut terdiri atas agregat kasar, sedang dan halus dengan perbandingan yang benar, akan dihasilkan lapisan agregat yang lebih padat dan rongga udara yang kecil. Lapisan agregat yang berongga kecil dengan ukuran yang tepat, akan lebih kuat dan stabil dibandingkan dengan yang berongga tinggi. Untuk mencapai hal tersebut, Universitas Sumatera Utarajumlah agregat yang sedang dan halus perlu diperhatikan. Akan tetapi kepadatan atau kekuatan lapisan akan berkurang apabila kelebihan agregat halus atau sedang. Suatu material yang mempunyai grafik gradasi di dalam batas-batas gradasi tetapi membelok dari satu sisi batas gradasi ke batas yang lainnya, dinyatakan sebagai gradasi yang tidak baik karena menunjukkan terlalu banyak untuk ukuran tertentu dan terlalu sedikit untuk ukuran lainnya. Gradasi dilakukan dengan melakukan penyaringan terhadap contoh bahan melalui sejumlah saringan yang tersusun sedemikian rupa dari ukuran besar hingga ukuran kecil, bahan yang tertinggal dalam tiap saringan kemudian ditimbang. Tabel. 2.4. Ukuran saringan menurut ASTM No. Saringan Lubang saringan Inch mm 1 ½ in 1,5 38,1 1 in 1,0 25,4 3/4 in 0,75 19,0 1/2 in 0,5 12,7 3/8 in 0,375 9,51 No. 4 0,187 4,76 No. 8 0,0937 2,38 No. 16 0,0469 1,19 No. 30 0,0234 0,595 No. 50 0,0117 0,297 No. 100 0,0059 0,149 No. 200 0,0029 0,074 Sumber : Buku 1 Petunjuk Umum, Manual Pekerjaan Campuran Beraspal Panas Departemen Kimpraswil Spesifikasi gradasi campuran beraspal panas sering dinyatakan dengan ukuran nominal maksimum dan ukuran maksimum agregat. Ukuran nominal maksimum agregat merupakan ukuran agregat dimana paling banyak 10 % dari agregat tertahan pada saringan kedua urutan nomor susunan saringan. Ukuran maksimum agregat merupakan Universitas Sumatera Utaraukuran agregat dimana 100 % agregat lolos pada saringan pertama urutan nomor susunan saringan. Hasil analisa saringan harus mencerminkan keadaan dan ciri khas dari semua agregat darimana contoh tersebut diperoleh. Oleh karena itu ketelitian dalam pengambilan contoh, sama pentingnya dengan ketelitian dalam melakukan percobaan. 2. Berat Jenis (Specivic Gravity) dan Penyerapan (Absorpsi) Berat jenis suatu agregat (Specivic Gravity) adalah perbandingan berat dari suatu satuan volume bahan terhadap berat air dengan volume yang sama pada temperatur 20 o – 25 o C (68 o – 77 o F). Dikenal ada beberapa macam berat jenis agregat, yaitu : a. Berat jenis semu (apparent specific gravity) Berat jenis semu, volume dipandang sebagai volume menyeluruh dari agregat, tidak termasuk volume pori yang dapat terisi air setelah perendaman selama 24 jam. b. Berat jenis bulk (bulk specific gravity) Berat jenis bulk, volume dipandang sebagai volume menyeluruh agregat, termasuk volume pori yang dapat terisi oleh air setelah direndam selama 24 jam. c. Berat jenis efektif (effective specific gravity) Berat jenis efektif, volume dipandang sebagai volume menyeluruh dari agregat tidak termasuk volume pori yang dapat menghisap aspal. Berat jenis dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut : - Berat jenis semu : Gsa = - Berat jenis curah : Gsb = - Berat jenis efektif : Gse = Universitas Sumatera UtaraDengan pengertian : Ws = Berat agregat kering. = Berat isi air = 1 gr/cm 3 Vs = volume bagian padat agregat. Vpp = volume pori meresap air. Vap = volume pori mersap aspal. Vpp – Vap = volume pori meresap air yang tidak meresap aspal. Gambar 4. Berat Jenis Agregat Pemilihan macam berat jenis untuk suatu agregat yang digunakan dalam rancangan campuran beraspal, dapat berpengaruh besar terhadap banyaknya rongga udara yang diperhitungkan. Bila digunakan berat jenis semu maka aspal dianggap dapat terhisap oleh semua pori yang dapat menyerap air. Bila digunakan Berat Jenis Bulk, maka aspal dianggap tidak dapat dihisap oleh pori-pori yang dapat menyerap air. Konsep mengenai Berat Jenis Efektif dianggap paling mendekati nilai sebenarnya untuk menentukan besarnya rongga udara dalam campuran beraspal (1) . Universitas Sumatera UtaraBila digunakan berbagai kombinasi agregat maka perlu mengadakan penyesuaian mengenai berat jenis, karena Berat Jenis masing-masing bahan berbeda (1) . a. Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Kasar Berat Jenis dan Penyerapan agregat kasar dihitung dengan persamaan sebagai berikut: • Berat Jenis Curah (Bulk Specific Gravity) = • Berat Jenis Kering Permukaan Jenuh (Saturated Surface dry) = • Berat Jenis Semu (apparent Specific Gravity) = • Penyerapan (Absorpsi) = x 100 % Dengan pengertian : Bk = berat benda uji kering oven (gram). Bj = berat benda uji kering permukaan jenuh (gram). Ba = berat benda uji kering permukaan jenuh di dalam air (gram). b. Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Halus Berat Jenis dan Penyerapan agregat halus dihitung dengan persamaan sebagai berikut : • Berat Jenis Curah (Bulk Specific Gravity) = • Berat Jenis Kering Permukaan Jenuh (Saturated Surface dry) = • Berat Jenis Semu (apparent Specific Gravity) = • Penyerapan (Absorpsi) = x 100 % Dengan pengertian : A = 500 = berat benda uji dalam keadaan kering permukaan jenuh di dalam air (gram). Universitas Sumatera UtaraBk = berat benda uji kering oven (gram). B = berat piknometer berisi air (gram). Bt = berat piknometer berisi benda uji dan air (gram). Agregat hendaknya sedikit berpori agar dapat menyerap aspal, sehingga terbentuklah suatu ikatan mekanis antara film-aspal dan butiran batu. Agregat berpori banyak akan menyerap aspal besar pula sehingga tidak ekonomis. Agregat berpori terlalu besar umumnya tidak dapat digunakan sebagai bahan campuran beraspal. 3. Pemeriksaan Keausan Dengan Mesin Abrasi Pada pekerjaan jalan, agregat akan mengalami proses tambahan seperti pemecahan, pengikisan akibat cuaca, pengausan akibat lalu lintas. Guna mengatasi hal tersebut, agregat harus mempiunyai daya tahan yang cukup terhadap pemecahan (crushing), penurunan (degradation) dan penghancuran (disintegration). Agregat pada atau di dekat permukaan perkerasan memerlukan kekerasan dan mempunyai daya tahan terhadap pengausan yang lebih besar dibandingkan degan agregat yang letaknya pada lapisan lebih bawah, karena bagian atas perkerasan menerima beban terbesar. Agregat dengan nilai keausan yang besar mudah pecah selama pemadatan atau akibat pengaruh beban lalu lintas atau hal lainnya tidak diijinkan karena beberapa sebab : a. Gradasi akan berubah karena agregat yang kasar akan menjadi butiran yang halus. Dengan demikian agregat mempunyai gradasi yang tidak memadai. b. Agregat yang lemah tidak akan menghasilkan lapisan yang kuat karena bidang pengunci yang bersudut mudah pecah. Ketahanan agregat terhadap keausan dapat dilakukan dengtan pengujian keausan agregat dengan mesin abrasi Los Angeles (SNI-03-2417-1991). Agregat dengan perbandingan dan ukuran yang benar dimasukkan ke dalam alat (drum) yang diisi bola Universitas Sumatera Utarabaja dengan diameter 46,80 mm. Drum diputar sebanyak 500 putaran. Bagian agregat yang hancur yang besarnya lebih kecil dari ukuran saringan 1,7 mm ditimbang dan beratnya dinyatakan dalam persentase terhadap benda uji semula. Gambar 5. Mesin Abrasi Los Angeles 4. Angularitas Angularitas merupakan suatu pengukuran penentuan jumlah agregat berbidang pecah. Susunan permukaan yang kasar yang menyerupai kekasaran kertas ampelas mempunyai kecenderungan untuk menambah kekuatan campuran, dibanding dengan permukaan yang licin. Ruangan agregat yang kasar biasanya lebih besar sehingga menyediakan tambahan bagian untuk diselimuti oleh aspal. Agregat dengan permukaan licin dengan mudah dapat dilapisi lapisan aspal tipis (asphalt film), tetapi permukaan seperti ini tidak dapat memegang lapisan aspal tersebut tetap pada tempatnya. Tata cara pengujian angularitas agregat kasar diuraikan oleh Pennsylvania DoT Test Method No. 621 dan angularitas agregat halus ditentukan berdasarkan AASHTO TP-33 atau ASTM C 1252 (1) . Universitas Sumatera Utaraa. Angularitas agregat kasar Angularitas agregat kasar adalah persentase dari berat pertikel agregat lebih besar dari 4,75 mm (No. 4) dengan satu atau lebih bidang pecah. Angularitas agregat kasar dihitung dengtan persamaan : Angularitas = x 100 % Dengan pengertian : A = berat agregat yang mempunyai bidang pecah. B = berat total benda uji tertahan saringan 4,75 mm (No. 4). b. Angularitas agregat halus Angularitas agregat halus adalah persen rongga udara yang terdapat pada agregat padat lepas. Agregat halus merupakan agregat lolos saringan 2,36 mm (No. 8). Makin besar nilai rongga udara berarti makin besar bidang pecah yang terdapat pada agregat halus. Angularitas agregat halus (persen rongga udara) dihitung sebagai berikut : Angularitas = x 100 % Dengan pengertian : V = volume silinder. W = berat benda uji yang mengisi silinder. Gsb = berat jenis curah agregat halus. 2.3.2. Pengujian Aspal Pengujian aspal meliputi pengujian aspal keras (padat), cair dan emulsi. Aspal cair atau aspal emulsi pada pekerjaan aspal campuran keras umumnya digunakan sebagai lapis resap (Prime Coat) atau lapis pengikat (Tack Coat) (1) .Jenis pengujian aspal keras dapat dilihat pada tabel II.5. Universitas Sumatera UtaraTabel. 2.5. Jenis pengujian aspal keras No. Spesifikasi atau Judul Pengujian Metode Pengujian 1. Penetrasi SNI 06-2456-1991 2. Titik lembek SNI 06-2434-1991 3. Daktalitas SNI 06-2432-1991 4. Kelarutan dalam C2HCl3 SNI 06-2438-1991 5. Titik nyala SNI 06-2433-1991 6. Berat jenis SNI 06-2488-1991 7. Kehilangan berat SNI 06-2441-1991 8. Penetrasi setelah kehilangan berat SNI 06-2456-1991 9. Daktalitas setelah kehilangan berat SNI 06-2432-1991 10. Titik lembek setelah RTFOT SNI 06-2434-1991 11. Temperatur pencampuran dan pemadatan SNI 06-6411-2000 12. Kadar air SNI 06-2439-1991 Sumber: Manual Pekerjaan Campuran Beraspal Panas 1. Titik Nyala dengan Cleveland Open Cup Penentuan titik nyala dilakukan berdasarkan SNI 06-2433-1991, bertujuan untuk memastikan bahwa aspal cukup aman untuk pelaksanaan. Titik nyala yang rendah menunjukkan indikasi adanya minyak ringan dalam aspal (1) . Gambar 6. Pengujian Titik Nyala dengan Cleveland Open Cup Universitas Sumatera Utara2. Penetrasi Bahan Bitumen Pengujian ini dilakukan berdasarkan AASHTO T 48 atau SNI 06-2456-1991yang dimaksudkan untuk menetapkan nilai kekerasan aspal. Berdasrkan pengujian ini aspal keras dikategorikan dalam beberapa tingkat kekerasan. Pengujian ini merupakan pengukuran secara impiris terhadap konsistensi aspal. Kekerasan aspal diukur dengan jarum penetrasi standar yang masuk ke dalam permukaan bitumen pada temperatur 25 0 C, beban 100 gr dan waktu 5 detik (1) . Alat pengujian ditunjukkan pada gambar 7. Gambar 7.Pengujian Penetrasi 3. Titik Lembek Prosedur pengujian berdasarkan SNI 06-2434-1991. Konsistensi bitumen ditunjukkan oleh temperatur dimana aspal berubah bentuk karena perubahan tegangan. Hasilnya digunakan untuk menentukan temperatur kelelehan dari aspal. Alat pengujian ditunjukkan pada gambar 8. Gambar 8. Pengujian Titik Lembek Universitas Sumatera Utara4. Daktalitas Bahan Bitumen Daktalitas ditunjukkan oleh panjangnya benang aspal yang ditarik hingga putus. Pengujian dilakukanberdasarkan SNI 06-2432-1991, dengan alat yang terdiri atas cetakan, bak air dan alat penarik contoh (1) . Alat pengujian ditunjukkan pada gambar 9 berikut : Gambar 9. Pengujian Daktalitas 2.4. KOMBINASI AGREGAT 2.4.1. Gradasi Agregat Campuran Kombinasi gradasi agregat campuran dinyatakan dalam persen berat agregat harus memnuhi batas-batas gradasi agregat seperti tercantum dalam spesifikasi. Hubungan antara persen lolos saringan dan ukuran butir agregat (dalam skala logaritma) kemudian digambarkan. Dalam memilih gradasi agregat gabungan, kecuali untuk gradasi Latasir dan Lataston, dikenal istilah Kurva Fuller, Titik Kontrol Gradasi dan Gradasi Zona Terbatas (zona yang dihindari). Gradasi agregat gabungan dengan menggunakan spesifikasi campuran beraspal panas dengan kepadatan mutlak harus memenuhi gradasi seperti diisyaratkan dalam spesifikasi. Universitas Sumatera UtaraGambar.10. Grafik Kurva Fuller dan Daerah Larangan ACWC Untuk mendapatkan gradasi agregat campuran yang diinginkan, tentukan gradasi agregat yang cocok dengan memilih persentase yang sesuai dari masing-masing fraksi agregat. Berikut ini diberikan petunjuk cara pencampuran beberapa fraksi agregat untuk mendapatkan agregat yang diinginkan dengan jenis campuran yang berbeda : Tabel. 2.6. Titik Kontrol Kurva Fuller dan Daerah Larangan AC-Wearing Course % Berat yang lolos Laston (AC) ASTM (mm) WC Fuller 3/4'' 19 100 100 1/2'' 12.5 90 - 100 82.8 3/8'' 9.5 Maks. 90 73.2 no.8 2.36 28 - 58 39.1 no.16 1.18 28.6 no.30 0.6 21.1 no.200 0.075 15.5 DAERAH LARANGAN NO.4 4.75 - 53.6 NO.8 2.36 39.1 39.1 NO.16 1.18 25.6 - 31.6 28.6 NO.30 0.6 19.1 - 23.1 21.1 NO.50 0.3 15.5 15.5 Sumber. Departemen Pekerjaan Umum 2007 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,01 0,1 1 10 Percent Lolos (%) Sieve size (mm) Combined Grading AC WC Total Fuller Fuller Curve Max Fuller Curve Min Spec Max Spec Min Universitas Sumatera Utara1. Campuran Lataston Untuk jenis Lataston, semakin halus gradasi (mendekati batas atas), maka rongga dalam mineral agregat (VMA) akan makin besar. Pasir halus yang dikombinasi dengan batu pecah harus mempunyai bahan yang lolos saringan No. 8 (2,36 mm) dan tertahan pada saringan No. 100 (600 mikron) sesedikit mungkin. Hal ini sangat penting karena bahan yang sangat senjang harus tidak lebih dari batas yang diberikan, yaitu diisyaratkan agar minimum 80 % dari agregat yang lolos 2,36 mm harus lolos juga pada saringan 0,600 mm. Jika jumlah bahan tersebut lebih besar dari yang ditentukan dalam kondisi senjang maka VMA akan terlalu rendah sehingga campuran sulit mencapai VMA yang diinginkan. 2. Campuran Laston Campuran Laston dapat dapat dibuat mendekati batas atas titik kontrol gradasi atau di atas kurva Fuller, tetapi hal ini mungkin sulit untuk mencapai VMA yang diisyaratkan. Karena itu lebih baik gradasi diarahkan memotong kurva Fuller mendekati saringan No. 4 (4,75 mm). Gradasi agregat gabungan dengan menggunakan spesifikasi campuran beraspal panas dengan kepadatan mutlak harus memenuhi gradasi seperti diisyaratkan dalam spesifikasi. Penggabungan gradasi agregat dalam campuran rencana dapat dilakukan dengan cara analitis, cara grafis dan coba-coba (Taksiran). 2.4.2. Penggabungan Gradasi Agregat dengan Cara Analitis Kombinasi agregat dari beberapa fraksi dapat digabungkan dengan persamaan dasar, yaitu : P = Aa + Bb + Cc + ... Dengan pengertian : P = persen lolos agregat campuran dengan ukuran tertentu A, B, C = persen lolos agregat pada saringan masing-masing ukuran Universitas Sumatera Utaraa, b, c = proporsi masing-masing agregat yang digunakan dengan jumlah total 100 % Persamaan dasar di atas dapat digunakan untuk penggabungan beberapa fraksi agregat, diantaranya : 1) Rumus dasar penggabungan gradasi dari dua jenis fraksi agregat : P = Aa + Bb Untuk a + b = 1 maka : a = 1 – b dengan pengertian : P = persen lolos agregat campuran dengan ukuran tertentu A, B = persen bahan yang lolos saringan masing-masing ukuran a, b = proporsi masing-masing agregat yang digunakan, jumlah total 100 % Menggunakan persamaan di atas dapat dihitung : b = atau a = 2) Rumus dasar penggabungan gradasi tiga jenis fraksi agregat : P = Aa + Bb + Cc b = dengan pengertian : P = persen lolos agregat campuran dengan ukuran tertentu A, B, C = persen lolos agregat pada saringan masing-masing ukuran a, b, c = proporsi masing-masing agregat yang digunakan dengan jumlah total 100 % Persen kombinasi masing-masing ukuran agregat harus mendekati persen yang diperlukan untuk kombinasi agregat. Gradasi campuran tidalk boleh keluar dari titik kontrol atau batas gradasi yang diisyaratkan dan sedapat mungkin harus berada diantara titik-titik kontrol gradasi (tidak perlu di tengah-tengah batas gradasi tersebut dan tidak memotong zona terbatas). Universitas Sumatera UtaraDari kombinasi beberapa fraksi agregat, maka akan hanya ditemukan satu gradasi agregat yang optimum, yang mendekati gradasi yang diinginkan. Bila ditemui kesulitan mendapatkan gradasi yang diinginkan maka dapat dipilih gradasi lain yang khusus atau sesuai dengan keadaan gradasi agregat setempat, asalkan dapat memnuhi kriteria sifat campuran yang diisyaratkan. 2.4.3. Penggabungan Gradasi Agregat Dengan Cara Grafis a) Cara grafis dengan kotak bujur sangkar 1) 2 fraksi agregat Tahapan penggabungan gradasi agregat dengan cara grafis bujur sangkar untuk 2 fraksi agregat adalah sebagai berikut: − Buat kotak grafik dengan panjang sisi yang sama (lihat gambar 10) − Tandai kedua garis vertikal menjadi 10 angka dengan perbedaan 10, masing-masing dimulai dai 0 sampai 100 dan mulai dari bawah sampai ke atas. Bagian kiri persen lolos saringan agregat B dan bagian kanan untuk agregat A. Tandai kedua garis mendatar menjadi 10 angka dengan perbedaa 10. Garis bawah dimulai dari 0 sampai dengan 100 dan mulai dari kiri ke kanan, selanjutnya digunakan untuk mendapatkan persentase agregat A. Garis atas adalah sebaliknya dari garis bawah dan digunakan untuk mendapatkan persentase agregat B. − Plotkan masing-masing ukuran gradasi agregat A berupa titik-titik vertikal bagian kanan dan agregat B pada garis vertikal bagian kiri. − Hubungkan titik-titik yang mempunyai hubungan sama, dengan membuat garis furus diantara kedua titik tersebut, kemudian beri tanda sesuai dengan ukuran saringannya di atas garis tersebut. Universitas Sumatera Utara− Tandai batas gradasi masing-masing ukuran pada garis-garis tersebut kemudian tebalkan. − Proporsi agregat A dan agregat B dapat diwakili oleh kedua garis vertikal yang menghubungkan garis tebal untuk semua ukuran agregat. Dari kedua garis tersebut dapat diketahui proporsi agregat A antara 50% dan 70% atau tengah-tengahnya 60%. Sedang agregat B antara 50% dan 30% atau tengahtengahnya 40%. Dari garis ini pula dapat dilihat ukuran 15 mikron dan 9,5 mm sangat menentukan rentang kombinasi agregat yang diperoleh. − Ambil proporsi agregat A dan B yang masih dalam rentang di atas, kemudian digambarkan. Jika masih memotong zona terbatas, atau diinginkan tekstur kasar atau halus maka proporsi tersebut dapat diubah dengan cara coba-coba. Gambar 11. Proporsi Dua Fraksi Agregat Secara Grafis 2) 3 fraksi agregat Tahapan penggabungan gradasi agregat dengan cara grafis dengan kotak bujur sangkar untuk 3 fraksi agregat adalah sebagai berikut: Universitas Sumatera Utara− Buat kotak dengan dengan panjang sisi dan skala yang sama (lihat Gambar 11 di bawah), − Tandai kedua garis vertikal menjadi 10 angka dengan perbedaan 10, masing-masing dimulai dari 0 sampai 100 dan dimulai dari bawah ke atas. Selanjutnya akan digunakan untuk mencantumkan fraksi yang lolos saringan 75 mikron, − Tandai kedua garis mendatar menjadi 10 bagian dengan perbedaan 10. Garis bawah dimulai dari 0 sampai dengan 100 dan dimulai dari kiri ke kanan, selanjutnya digunakan untuk mencantumkan bahan yang tertahan di atas saringan 2,36 mm, − Plotkan masing-masing ukuran gradasi agregat dengan menggunakan ukuran-ukuran agregat di atas, − Titik A sebagai agregat kasar tertahan di atas saringan 2,36 mm sebesar 100 - 10% = 90%. Plotkan titik A pada garis bawah. Koordinat titik A (90 ; 0), − Titik B sebagai agregat halus yang lolos saringan 2,36 mm sebanyak 82% atau tertahan saringan 2,36 mm sebesar 100 – 52 = 18% dan lolos saringna 75 mikron sebesar 9,2%. Plotkan titik B. Koordinat titik B adalah (18 ; 9,2), − Titik C sebagai agregat halus 2 atau bahan pengisi yang lolos saringan 75 mikron sebesar 82% plotkan pada garis kiri. Koordiant titik C adalah pada (0 ; 82), Universitas Sumatera UtaraGambar 12. Proporsi Tiga Fraksi Agregat Secara Grafis − Titik S sebagaititik yang mewakili tengah-tengah titik kontrol gradasi dengan ukuran tertahan saringan 2,36 mm dan lolos saringan 75 mikron sebesar 100 – 43% = 57% dan lolos saringan 75 mikron sebesar 6%. Koordinat titik S adalah S(57 ; 6), − Tarik garis antara titik A dan S kemudian garis antara titik B dan C. Garis AS diperpanjang sehingga memotong garis BC pada titik W. Ukur koordiant B’. Koordiant titik B’ adalah (17 ; 13,2), − Ukur panjang masing-masing segmen garis dengan menggunakan persentase antara titik terminal, − Hitung persentase agregat yang diperlukan untuk campuran dengan persamaan : a = panjang SB’ = 57-17 panjang AB’ 90-17 = 0,55 = 55% Universitas Sumatera Utarac = (1-a) x panjang BB’ = (1-0,55) x (13-9,2) panjang AB’ 82-9,2 = 0,02 = 2% b = 1 – a – c = 1 – 0,55 – 0,02 = 0,43 = 43% − Plotkan gradasi gabungan dengan perbandingan di atas pada, jika masih memotong zona terbatas maka lakukan perubahan dengan cara coba-coba. b) Cara grafis dengan diagonal 1) 2 fraksi agregat Tahapan penggabungan gradasi agregat cara grafis diagonal untuk 2 fraksi agregat adalah sebagai berikut; − Buat kotak grafis dengan perbandingan panjang dan lebar 2 : 1, seperti diperlihatkan pada Gambar 12, Gambar 13. Contoh Penggabungan Dua Fraksi Agregat (Cara Diagonal) − Bagi sumbu vertikal menjadi 100 bagian dengan renggang 10 bagian, dari 0 sampai 100 dalam satuan persen. Tandai sumbu vertikal sebagai persen lolos saringa n. − Tarik garis diagonal antara titik 0 sebelah bawah kiri ke sudut kanan atas. Universitas Sumatera Utara− Plotkan titik-titik yang menunjukkan tengah titik kontrol gradasi yang diisyaratkan sesuai dengan persen lolos masing-masing bahan. Misalnya ukuran 2,36 mm pada (28 + 58)/2 = 43,5 − Tarik garis dari titik yang ditandai di atas, tegak lurus terhadap sumbu horisontal. − Cantumkan masing-masing ukuran butir di bawah ujung garis vertiakl pada perpotongannya dengan batas horisontal kotak bagian bawah − Plotkan gradasi agregat fraksi A dan B masing-masing sesuai dengan persentase lolos dan hubungkan titik tersebut. − Tarik garis s yang memotong garis fraksi A dan B sama panjang pada bagian atas dan bawah dari kotak (x1 = x2). − Beri tanda perpotongan garis s dengan diagonal sebagai titik R. − Proporsi agregat A dan B ditentukan jarak dari R ke bagian atas dan ke bagian bawah (y1 dan y2), dimana y1 = 56% agregat A dan y2 = 44% agregat B. − Periksalah apakah proporsi agregat yang diperiksa tersebut sudah benar atau tidak dengan cara perhitungan dan persyaratan. Jika hasil yang diperoleh menunjukkan proporsi tersebut memotong zona terbatas maka lakukan perubahan dengan cara coba-coba. 2) 3 fraksi agregat Tahapan penggabungan gradasi agregat secara grafis dengan diagonal untuk 3 fraksi agregat adalah sebagai berikut: − Buat kotak grafik dengan perbandingan 2 : 1, seperti diperlihatkan pada gambar 13. Universitas Sumatera UtaraGambar 14. Contoh Penggabungan Tiga Fraksi Agregat (Cara Diagonal) − Bagi sumbu vertikal menjadi 100 bagian, dari 0 sampai 100 dalam suatu persen. Tandai sumbu vertikal sebagai persen lolos saringan. − Tarik garis diagonal antara titik 0 sebelah bawah kiri ke sudut kanan atas. − Plotkan titik-titik yang menunjukkan titik tengah kontrol gradasiyang dsyaratkan sesuai dengan persen lolos masing-masing bahan. − Tarik garis dari titik-titik di atas tegak lurus sejajar garis tepi. − Cantumkan masing-masing ukuran butir di bawah ujung garis vertikal pada perpotongannyadengan batas horisontal kotak bagian bawah. − Plotkan gradasi agregat fraksi A,B dan C masing-masing sesuai dengan persentase lolos dan hubugkan titik-titik tersebut. − Tarik garis s yang memotong fraksi A dan B sama panjang pada bagian atas dan bawah dari kotak (x1 =x2). − Beri tanda perpotongan garis s dengan diagonal sebagai titik R. − Ulangi penarikan garis sehingga jarak antara perpotongan garis dengan fraksi gradasi A (y1) sama panjang dengan jumlah jarak yang memotong Universitas Sumatera Utarafraksi gradasi B dan fraksi gradasi C, sehingga y1 = y2 + y3 ;karena y3 = 0 maka y1 = y2. Tandai titik perpotongan antara garis diagonal dengan garis ABC ke titik S. − Tarik garis horisontal dari titik R dan S masing-masing ke sebelah kiri sehingga memotong tepi kotak di R’ da S’. − Proporsi fraksi agregat A dan B dapat ditentukan dengan melihat bagian atas, diperoleh proporsi fraksi agregat A = 50 %, bagian tengah sebagai proporsi fraksi agregat B = 43% dan bagian bawah sebagai proporsi fraksi agregat C = 7%. − Periksa apakah proporsi yang diperoleh tersebut sudah benar atau tidak dengancara perhitungan dan persyaratan. Jika tidak, proporsi diubah kembali dengan cara coba-coba. 3) Lebih dari 3 fraksi agregat Untuk penggabungan lebih dari 3 fraksi agregat akan lebih mudah menggunakan spreadsheet dimana masing-masing gradasi fraksi agregat dievaluasi terlebih dahulu denagn cara menggambarkan pada grafik pembagian butir, yang dilanjutkan dengan cara seperti pada 2). 2.4.4. Penggabungan Gradasi Agregat Dengan Cara Coba-Coba (Taksiran) Pencampuran dilakukan dengan proses trial and error (coba-coba). Tahapan penggabungan (Blending) agregat dengan cara Coba-coba (Taksiran) adalah sebagai berikut : − Langkah pertama dari prosedur adalah meneliti data. Maksudnya adalah kita memerlukan analisa gradasi untuk setiap material yang akan diblending. Juga batas gradasi dari spesifikasi yang harus dilihat dari bahan acuan yang ada. Spesifikasi Universitas Sumatera Utarauntuk gradasi selalu memberikan batas atas dan bawah dari persyaratan. Blending dari job mix harus masuk dalam kotak batas antara batas atas dan batas bawah. − Langkah kedua adalah memilih nilai target untuk kombinasi agregat. Awal percobaan nilai target yang diambil dapat batas tengah dari spesifikasi yang diberikan. Pada kenyataannya kita dapat memakai nilai lain bardasarkan pengalaman, jenis agregat dan problem yang ada. − Langkah ketiga adalah membuat ‘taksiran logis’ untuk proporsi setiap agregat dalam campuran. Sebagai contoh jika dua agregat dicampur kita bisa menaksir Agregat 1 sebanyak 30 % dan Agregat 2 sebanyak 70 %. Kombinasi agregat adalah hasil campuran dengan proporsi tersebut. − Langkah keempat adalah menhitung gradasi yang menhasilkan material dengan proporsi sesuai taksiran logis di atas. − Langkah terakhir adalah membandingkan hasil dari perhitungan dengan nilai target. Jika nilai perhitungan blending mendekati nilai target berarti kita selesai memecahkan persoalan blending. Kita akan tahu berapa proporsi masing-masing material. Tapi bila hasilnya tidak mendekati atau malah keluar dari nilai target, maka kita harus mengulang taksiran logis lainnya. Seyogyanya taksiran logis kedua harus mendekati target karena kita akan tahu dimana sebaiknya taksiran kedua dibuat, berdasarkan hasil taksiran pertama. Mungkin taksiran akan dilakukan berkali-kali sampai betul-betul nilai target didekati se-dekat-dekatnya (diperoleh combine/blending aggregat yang paling baik). Cara Coba-coba (Taksiran) ini dapat dilakukan juga untuk kombinasi 3 agregat, hanya proses menjadi agak panjang (identik dengan cara penggabungan dua agregat di atas). Universitas Sumatera Utara2.5. SIFAT CAMPURAN Bilamana agregat dicampurkan dengan aspal, ada beberapa kondisi umum yang akan terjadi, yaitu permukaan agregat akan diselimuti aspal diikuti dengan pori-pori agregat. Demikian pula dengan rongga diantara butiran agregat akan terisi aspal. Namun baik pori-pori agregat maupun rongga diantara agregat, tidak selalu teriasi penuh oleh aspal, ada bagian tersisa yang pasti terisi oleh udara. Adalah logis makin banyak kadar aspal makin banyak ruang dan pori yang terisi oleh aspal. Campuran yang baik harus memnuhi 4 (empat) syarat utama (3) ,yaitu : a) Stabilitas tinggi, b) Durabilitas lama, c) Fleksibilitas cukup, d) Tahan terhadap skid resistance 2.5.1. Stabilitas Stabilitas yaitu bagaimana perkerasan mampu memikul beban lalu lintas, tanpa perubahan deformasi yang berarti.Inti dari stabilitas adalah tahanan terhadap geser atau kekuatan saling mengunci (interlocking), yang dimiliki bahan agregat dan lekatan yang disumbangkan oleh aspal. Stabilitas akan terjaga tetap tinggi bilamana agregat terkunci satu sama lain dengan baik. Ini harus terkondisikan oleh tersedianya banyak bidang pecah, kekasaran, gradasi dan syarat-syarat lainnya. Stabilitas dijaga jangan terlalu tinggi karena akan menyebabkan perkerasan akan menjadi kaku dan mudah retak akibat beban lalu lintas. Demikian juga jangan terlalu rendah karena deformasi akan dengan mudahnya terjadi. Stabilitas agar disesuaikan dengan beban lalu lintas dan repetisi yang dilakukan oleh kendaraan (3) . Universitas Sumatera Utara2.5.2. Durabilitas (Keawetan) Durabilitas adalah tolak ukur ketahanan perkerasan terhadap desintegrasi akibat beban lalu lintas. Tinjauannya menjadi luas, karena bisa berarti bahwa perkerasan harus bertahan selama umur rencana. Ini artinya dengan adanya rentang waktu sekian lama, akan terjadi perubahan lingkungan anatar lain cuaca, kadar air, degradasi bahan ataupun beban yang semakin bertambah. Dengan demikian, agar perkerasan dapat berumur lama, maka desain campuran harus mendapatkan kadar aspal yang cukup untuk melindungi seluruh partikel agregat dan juga dapat mengisi rongga butir secukupnya sesuai desain. Agregat dilindungi juga terhadap masuknya air pori tanah atau akibat intrusi dari permukaan, yaitu dengan mengisi rongga dengan aspal secukupnya. Aspal tidak boleh kebanyakan, karena dengan tebalnya film aspal berakibat seolah-olah agregat mengapung di dalam aspal, sehingga tahanan geser tidak mungkin terjadi lagi atau terjadi bleeding (3) . 2.5.3. Fleksibilitas (Kelenturan) Fleksibilitas perkerasan adalah berupa kemampuan bahan untuk mengikuti deformasi permukaan dan turunannya ke bawah, tanpa terjadi keretakan akibat perubahan volume. Untuk mendapatkan fleksibilitas yang tinggi, dapat dilakukan dengan cara menggunakan campuran agregat open graded, atau bergradasi senjang. Dari sisi penggunaan aspal, penggunaan aspal yang lunak berarti yang mempunyai angka penetrasi tinggi atau penggunaan kadar aspal yang lebih tinggi, tapi masih dalam batas, sehingga tidak terjadi bleeding. Tetapi penggunaan material open graded, bertolak belakang dengan kekuatan yang memerlukan angka kepadatan yang tinggi, sehingga diperlukan kehati-hatian dalam memilih desain campuran (3) . Universitas Sumatera Utara2.5.4. Skid Resistance (Kekesatan Terhadap Slip) Dua faktor yang paling banyak mengakibatkan slip adalah perkerasan yang sudah mengalami bleeding dan akibat agregat sendiri.Dalam hal ini, bleeding menyebabkan jalan menjadi licin, dan faktor kedua adalah baik agregat halus maupun kasar pada dasarnya memiliki kecenderungan mempunyai sifat tidak terlalu tahan terhadap pemolesan permukaan akibat melajunya kecepatan kendaraan. Apalagi bila ada bagian agregat yang muncul ke permukaan jalan, misalnya akibat terkelupasnya lapis permukaan, atau bisa saja akibat ukuran agregat maksimum terlampaui. Kekesatan dapat dipertinggi dengan menggunakan kadar aspal yang tepat sehingga tidak terjadi bleeding, menggunakan agregat dengan permukaan kasar, menggunakan agregat dengan bentuk kubus atau komposisi persentase agregat kasar yang cukup (3) . 2.6. PENGARUH AGREGAT TERHADAP CAMPURAN 2.6.1. Pengaruh Agregat Kasar Fungsi agregat kasar pada suatu campuran beraspal adalah untuk menghasilkan stabilitas dengan adanya saling mengunci (interlocking) antar partikel agregat dan tahanan gesek pada agregat, sehingga suatu campuran beraspal yang mempunyai agregat kasar yang lebih banyak, perkerasannya lebih stabil dibandingkan dengan campuran yang mempunyai agregat kasar lebih sedikit. 2.6.2. Pengaruh Agregat Halus Fraksi agregat halus mempunyai pengaruh yang menentukan pada campuran aspal beton. Pengaruh ini dapat terlihat pada BS-594-1973, metode perencanaan laboratorium dimana dalam menentukan kadar bitumen optimum pengujian hanya dilakukan terhadap mortar. Universitas Sumatera UtaraSalah satu fungsi agregat halus adalah untuk mengisi rongga udara yang terdapat pada campuran, dengan kata lain akan mengurangi rongga udara campuran. 2.6.3. Pengaruh Filler Fungsi filler pada campuran terutama adalah untuk mengatur gradasi agregat halus, sehingga kerapatannya bertambah dan jumlah bitumen yang dibutuhkan untuk mengisi rongga udara berkurang. 2.7. METODE PENGUJIAN CAMPURAN Telah dijelaskan di atas bahwa sifat-sifat campuran beraspal panas yang paling menentukan adalah stabilitas, durabilitas, fleksibilitas, dan skid resistance.Dalam pembahasan penelitian ini terutama dikhususkan pada sifat stabilitas campurannya saja. Pada penelitian tugas akhir ini, penulis menggunakan metode Marshall.Setelah gradasi agregat ditentukan, selanjutnya adalah pembuatan contoh benda uji dan pengujian di laboratorium. Untuk lebih jelasnya,mengenai proses pembuatan contoh benda uji, peralatan serta prosedur pengujiannya secara rinci akan dibahas pada BAB III, METODOLOGI PENELITIAN. Dalam pengujian rencana campuran aspal panas dikenal beberapa metode yang sering dipakai, yaitu : 2.7.1. Imersion Compression Test Pengujian ini dipakai untuk mengukur pengiisi dari bahan bitumen pada campuran kering atau basah. Hasil pengujian akan memprlihatkan pengaruh air terhadap harga stabilitas aspal panas, denga membandingkan harga stabilitas sampel yang direndam dengan yang tidak direndam. Universitas Sumatera UtaraPengujian ini dilakukan terhadap sekurang-kurangnya dua sampel pekerjaan, yang dipadatkan pada cetakan dengan diameter 10,2 cm dengan tinggi 10,2 cm dan dengan beban 17000 kg. setelah ditimbang beratnya, satu sampel direndam dalam air selama empat hari, dan yang lain dibiarkan di udara dalam waktu yang sama. Setelah empat hari kedua sampel diuji dengan menggunakan unconfined compression. Harga yang didapat merupakan harga stabilitas campuran dalam keadaan kering dan basah. Ratio stabilitas dinyatakan sebagai stabilitas basah dibagi stabilitas kering (8) . 2.7.2. Hubbard Field Test Merupakan salah satu metode pengujian stabilitas campuran aspal panas yang cukup luas dipakai.Metode ini telah distandarisasi oleh ASTM. Pertama skali metode ini digunakan untuk campuran aspal panas dengan agregat halus (sand sheet), tetapi belakangan ini dipakai juga untuk campuran aspal panas yang mengandung agregat kasar sampai ukuran ¾”. Pada metode ini, pengujian dilakukan terhadap sampel percobaan dengan diameter 15 cm dan tinggi 7,5 cm. sampel percobaan kemudian diuji dengan menggunakan static compression load dengan beban sebesar 10000 lb. Beban maksimum yang diperoleh saat sampel hancur dinyatakan sebagai harga stabilitas (8) . 2.7.3. Triaxial Compression Test Pengujian ini mungkin yang paling menarik dibanding dengan pengujianpengujian yang lain dari sudut penelitian. Pada pengujian ini diukur kohesi dan gaya gesek dalam arti campuran perkerasan aspal (8) . Universitas Sumatera Utara2.7.4. Stabilometer (Hveem, Stability Test) Metode stabilometer ini digunakan untuk merencanakan campuran aspal yang dipakai oleh California Division of Highway dan sering juga disebut metode perencanaan Hveem. Pengujian ini digunakan untuk mengukur stabilitas, density dan kandungan pori untuk mendapatkan persentase aspal dari suatu sampel percobaan. Keistimewaan pengujian ini adalah menguji sampel percobaan dengan empat jenis pengujian yang berbeda (8) , yaitu : 1) Swell Test 2) Stabilometer Test 3) Bulk Density Determination Test 4) Cohesiometer 2.7.5. Marshall Test Pengujian Marshall merupakan pengujian yang paling banyak dan paling umum dipakai saat ini. Hal ini disebabkan karena alatnya sederhana dan cukup praktis untuk dimobilisasi. Pengujian Marshall bertujuan untuk mengukur daya tahan (stabilitas) campuran agregat dan aspal terhadap kelelehan plastis (flow). Flow didefenisikan sebagai perubahan deformasi atau regangan suatu campuran mulai dari tanpa beban, sampai beban maksimum dan dinyatakan dalam milimeter atau 0.01”. 2.8. PARAMETER PENGUJIAN MARSHALL Beton aspal dibentuk dari agregat, aspal dan atau tanpa bahan tambahan yang dicampur secara merata atau homogeny pada suhu tertentu.Campuran kemudian dihamparkan dan dipadatkan, sehingga terbentuk beton aspal padat. Universitas Sumatera UtaraSifat-sifat campuran beton aspal dapat dilihat dari parameter-parameter pengujian marshall antara lain : 2.8.1. Kepadatan (Marshall Density) Pada kadar aspal yang sama, maka usaha pemadatan yang lebih tinggi akan mengakibatkan rongga udara (VIM) dan rongga diantara mineral agregat (VMA) berkurang. Usaha pemadatan yang direncanakan di laboratorium harus dipilih yang menggambarkan keadaan lalu lintas yang di lapangan. Karena jika pemadatan yang dilakukan di laboratorium tidak sesuai (kondisi lalu lintas ringan), sementara kondisi sebenarnya di lapangan adalah untuk lalu lintas berat, maka akibat pemadatan lalu lintas kadar aspal akan menjadi lebih tinggi sehingga mengakibatkan perkerasan mengalami alur plastis. Sebaliknya, jika pemadatan di laboratorium adalah untuk lalu lintas berat sementara kondisi sebenarnya di lapangan adalah lalu lintas cenderung rendah, maka rongga udara akhir akan lebih tinggi sehingga air dan udara mudah masuk, akibatnya campuran akan cepat mengeras, rapuh dan mudah terjadi retak serta adesivitas aspal berkurang yang dapat mengakibatkan pelepasan butir dan pengelupasan. 2.8.2. Stabilitas Marshall Stabilitas Marshall Adalah beban maksimum yang dibutuhkan untuk menghasilkan kegagalan tekan ketika diuji dengan menggunakan prosedur Marshall. 2.8.3. Kelelehan (Flow) Kelelehan (Flow) merupakan total deformasi yang dinyatakan dalam millimeter (mm) yang terjadi pada sampel padat dari campuran perkerasan hingga mencapai titik beban maksimum pada saat pengujian stabilitas Marshall. Universitas Sumatera Utara2.8.4. Hasil Bagi Marshall (Marshall Quotient) Sebagai harga atau indeks kemampuan pemadatan campuran aspal. Marshall Quotient adalah sebagai karakteristik harga modulus daya tekan atau kekakuan. Harga yang rendah dari Marshall Quotient berarti campuran akan lembek dan kurang cukup stabilitasnya dengan suatu resiko yang mungkin dari retak permukaan dan pergerakan horizontal pada arah perjalanan (8) . Marshall Quotient = 2.8.5. Rongga Terisi Aspal (VFA atau VFB) VFA adalah bagian dari rongga yang berada diantara mineral agregat (VMA) yang terisi oleh aspal efektif, dinyatakan dalam persen. Kriteria VFA bertujuan untuk menjaga keawetan campuran beraspal dengan memberi batasan yang cukup. Pada gradasi yang sama semakin tinggi nilai VFA maka makin banyak kadar aspal campuran tersebut. Sehingga kriteria VFA dapat menggantikan kriteria kadar aspal dan tebal lapisan film aspal (asphalt film thicknes). VFA,VMA dan VIM saling berhubungan karena itu bila dua diantaranya diketahui maka dapat mengevaluasi yang lainnya. Kriteria VFB dapat membantu perencanaan campuran dengan memberikan VFA yang dapat diterima. Rongga udara terisi aspal, VFA, merupakan persentase rongga antar agregat partikel (VMA) yang terisi aspal. VFA, tidak termasuk aspal yang terserap agregat, dihitung dengan persamaan sebagai berikut : VFA = Dengan pengertian : VFA = Rongga terisi aspal, persen dari VMA. VMA = Rongga dalam agregat mineral (persen volume curah). Universitas Sumatera UtaraPa = Rongga udara dalam campuran padat, persen dari total volume. Kriteria VFA menyediakan tambahan faktor keamanan dalam merencanakan dan melaksanakan campuran beraspal panas. Karena perubahan dapat terjadi antara tahap perencanaan dan pelaksanaan, maka kesalahan-kesalahan dapat ditampung dengan memperlebar rentang yang dapat diterima. 2.8.6. Rongga Antar Agregat (VMA) Rongga diantara mineral agregat (VMA) adalah volume rongga yang terdapat diantara partikel agregat suatu campuran beraspal yang telah dipadatkan, yaitu rongga udara (VIM) dan kadar aspal efektif, yang dinyatakan dalam persen terhadap volume total benda uji. VMA dihitung berdasarkan Berat Jenis agregat curah (Bulk) dan dinyatakan dalam persentase dari volume curah campuran padat. Batas minimum VMA tergantung pada ukuran maksimum agregat yang digunakan. Hubungan antara kadar aspal dengan VMA pada umumnya membentuk cekungan dengan satu nilai minimum, kemudian naik lagi dengan naiknya kadar aspal. Jika komposisi campuran ditentukan sebagai persen berat dari campuran total, maka VMA dihitung dengan persamaan sebagai berikut : VMA = 100 - ( ) Dengan pengertian : VMA = Rongga dalam agregat mineral (persen volume curah) Gsb = Berat jenis curah agregat Ps = Agregat, persen berat total campuran Gmb = Berat jenis curah campuran padat (ASTM D 2726) Atau, jika komposisi campuran ditentukan sebagai persen berat agregat, maka VMA dihitung dengan persamaan sebagai berikut : Universitas Sumatera UtaraVMA = 100 - x 100 Dengan pengertian : Pb = Aspal, persen berat agregat Gmb = Berat jenis curah campuran padat Gsb = Berat jenis curah agregat 2.8.7. Rongga Udara (VIM) VIM adalah volume total udara yang berada diantara partikel agregat yang terselimuti aspal dalam suatu campuran yang telah dipadatkan, dinyatakan dalam persen volume bulk suatu campuran. Rongga udara dihitung dengan persamaan sebagai berikut : VIM = 100 x Dengan pengertian : VIM = Rongga udara dalam campuran padat, persen dari total volume. Gmm = Berat jenis maksimum campuran. Gmb = Berat jenis curah campuran padat. Tujuan dari perencanaan VIM adalah untuk membatasi penyesuaian kadar aspal rencana pada kondisi VIM mencapai tengah-tengah rentang spesifikasi, atau dalam hal khusus agar mendekati batas terendah rentang yang disyaratkan serta agar campuran mendekati kesesuain dengan hasil uji di laboratorium. Universitas Sumatera Utara