pengaruh penggunaan pasir sungai pada campuran laston...

POLI REKAYASA Volume 5, Nomor 2, Maret 2010 ISSN : 1858-3709

Pengaruh Penggunaan Pasir Sungai Pada Campuran Laston Lapis Aus (AC-WC) Berdasarkan Spesifikasi Kimpraswil 2005

Influence of Usage of River Sand on Laston Wearing Course (AC-WC)

Mixture Based On Specification of Kimpraswil 2005

Lusyana & Monika Natalia

Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Padang Kampus Unand Limau Manis padang 25163 Telp. 0751-72590 Fax.0751-72576, Email: [email protected], [email protected]

ABSTRACT

The use of river sand as substitution of some fine aggregate become an alternative to overcome limitation of material, especially fine aggregate which yielded by stone crusher. The objective of this research is to asses the influence of usage of river sand as substitutions of some fine aggregate so that can yield a mixture fulfilling conditions of pavement mixture performance with approach of absolute density. Percentages of river sand in mixture of AC-WC are 10%, 15% and 20% of the total weight of mix. The result of research indicate that usage of river sand as substitutions of some fine aggregate AC-WC mixture, reduces the value of Marshall stability (A mixture = 1205 kg, B mixture = 1135 kg, C mixture = 990 kg dan D mixture = 920 kg), but still fulfill the specification. VIM Refusal from result of absolute density test, KAO Marshall indicated that A mixture (0% Sand River) having degradation of value of VIM equal to 41,60% from VIM Marshall. For the B mixture has degradation of VIM larger ones that is 44,32%, C mixture has degradation of 45,35% and D mixture has biggest degradation, that is 48,80%. The result of research indicates that usage of river sand at AC-WC mixture, decrease the value of Marshall stability and usage of river sand up to 20% as replacing fine aggregate indicates that the mixture still fulfill all conditions of mixture of AC-WC in Specification of Kimpraswil 2005. Keywords: AC-WC, river sand, absolute density, Asphalt optimum content. PENDAHULUAN

Spesifikasi untuk campuran beraspal yang digunakan oleh Bina Marga telah berulang kali mengalami penyempurnaan. Penyempurnaan ini dimaksudkan untuk memenuhi kebutuhan campuran beraspal yang kuat dan tahan lama serta berdaya tahan tinggi terhadap deformasi plastis yang terjadi. Pemenuhan kebutuhan akan campuran tersebut dimulai sejak dikeluarkannya pedoman teknik Perencanaan Campuran Beraspal Panas Dengan Pendekatan Kepadatan Mutlak pada akhir tahun 1999 oleh Departemen Kimpraswil dan ditindaklanjuti dengan diterapkannya Spesifikasi Baru Campuran Beraspal Panas tahun 2000, 2001, 2003 dan terakhir pada tahun 2005.

Salah satu jenis perkerasan aspal pada Spesifikasi Kimpraswil 2005 adalah Lapis Beton Aspal (Laston) atau lebih dikenal dengan AC (Asphaltic Concrete). Laston merupakan campuran beraspal yang menggunakan agregat bergradasi menerus, mempunyai sedikit rongga dalam struktur

agregatnya dan stabilitas campuran berasal dari ikatan saling mengunci antar agregat (interlocking) sehingga Laston lebih tahan terhadap pelelehan plastis akan tetapi cukup peka terhadap retak (fatique).

Dengan semakin berkembangnya teknologi, dimungkinkan untuk menggunakan sumber material lain sebagai bahan pengganti dalam campuran beraspal, baik itu sebagai pengganti agregat kasar (coarse aggregate), penganti agregat halus (fine aggregate) maupun penganti bahan pengisi (filler). Seperti penggunaan pasir sungai sebagai bahan pengganti agregat halus menjadi salah satu alternatif untuk mengatasi keterbatasan material terutama agregat halus yang dihasilkan oleh alat pemecah batu (stone crusher). Karena untuk memenuhi kebutuhan akan agregat halus hasil pemecahan batu tidaklah mudah. Proses pemecahan batu di quarry seringkali menghasilkan persentase antara agregat halus dan kasar yang tidak seimbang (sangat dipengaruhi oleh kekerasan batuan dan kualitas peralatan pemecah batu yang

116

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]


digunakan). Dan dari sisi efisiensi biayapun, tidaklah ekonomis menggunakan material dari pemecahan batu untuk memenuhi seluruh kebutuhan agregat halus. Sementara dalam campuran beraspal, apalagi campuran Laston yang bergradasi seragam mempunyai perbedaan persentase antara agregat halus dan kasar yang hampir sama. Sehingga dalam pelaksanaan dilapangan dengan produksi campuran berskala besar, akan efektif dan ekonomis bila diupayakan penggunaan semaksimal mungkin material lain seperti pasir sungai sebagai pengganti sebahagian agregat halus.

Bahan pengganti tersebut harus mempunyai daya dukung, mutu dan syarat-syarat yang harus memenuhi spesifikasi sehingga dapat digunakan sebagai bahan perkerasan jalan. Pasir sungai dapat digunakan sebagai bahan pengganti agregat halus berdasarkan Spesifikasi Kimpraswil 2005, tapi untuk campuran Laston presentase maksimum yang dapat digunakan hanya 15% dari total campuran agregat. Meskipun demikian, ketersediaan deposit pasir sungai yang berlimpah dan sulitnya memenuhi kebutuhan agregat halus dari batu pecah, menjadikan pasir sungai sering digunakan di AMP (Asphalt Mixing Plant) sebagai alternatif penggani agregat halus dalam campuran. Tujuan dan Aplikasi Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah mengkaji pengaruh penggunaan pasir sungai sebagai pengganti sebahagian agregat halus sehingga dapat menghasilkan suatu campuran yang memenuhi persyaratan kinerja campuran beraspal dengan pendekatan kepadatan mutlak. Penelitian ini juga dimaksudkan untuk memaksimalkan penggunaan pasir sungai dalam campuran Laston Lapis Aus, sehingga dapat membantu pemenuhan seluruh kebutuhan agregat halus sebagai alternatif untuk mengatasi keterbatasan material yang dihasilkan oleh alat pemecah batu (stone crusher). Dengan presentase pasir sungai melebihi syarat dalam spesifikasi yaitu 20%, diharapkan dapat

diketahui persentase maksimal penambahan pasir sungai dalam campuran Laston Lapis Aus (AC-WC). Dengan memanfaatkan pasir sungai sebagai bahan konstruksi jalan, dapat mengurangi biaya produksi campuran beraspal

Penelitian dilakukan di laboratorium untuk mendapatkan kadar aspal optimum dari campuran melalui pengujian Marshall, pengujian PRD (Percentage Refusal Density). BAHAN DAN PENGUJIAN CAMPURAN BERASPAL PANAS DENGAN KEPADATAN MUTLAK Campuran Laston Lapis Aus (AC-WC)

Campuran Laston Lapis Aus (AC-Wearing Course) merupakan lapisan paling atas dari struktur perkerasan yang berhubungan langsung dengan roda kendaraan, dengan ukuran maksimum agregat 19 mm. Kekuatan lapis beton aspal didapat dari gradasi agregatnya yang menerus (Continuous Graded) yang menjadikan struktur agregat saling mengunci.

Agregat Kasar

Fraksi agregat kasar adalah yang tertahan saringan No.8 (standar ASTM) atau 2,36 mm. Fungsi agregat kasar dalam campuran panas aspal adalah selain memberikan stabilitas dalam campuran juga sebagai pengisi mortar sehingga campuran menjadi ekonomis.

• Agregat Halus

Agregat halus terdiri dari pasir atau pengayakan batu pecah yang lolos saringan No.8 (2,36 mm) dan tertahan ayakan No.200 (0,075 mm). Fungsi utama agregat halus adalah memberikan stabilitas dan mengurangi deformasi permanen campuran melalui friksi dan perilaku saling mengunci partikel-partikelnya.

• Bahan Pengisi (Filler)

Filler yang digunakan dapat berupa debu batu kapur (limestone dust), abu

117


terbang, semen (PC), abu tanur semen dan abu batu serta harus kering dan bebas dari bahan lain yang mengganggu. Fungsi filler dalam campuran adalah memodifikasi gradasi agregat halus dan bersama-sama aspal membentuk adukan sebagai pelumas dan mengikat agregat halus pada adukan.

Aspal

Aspal adalah suatu material yang berwarna hitam atau coklat tua yang bersifat termoplastis. Jenis aspal yang umum digunakan di Indonesia adalah aspal dengan penetrasi 60/70 (aspal pen 60/70) dan penetrasi 80/100 (aspal pen 80/100).

Perencanaan Campuran Beraspal Panas Dengan Pendekatan Kepadatan Mutlak

Suatu campuran beraspal harus memiliki workability yang baik, yaitu kemampuan campuran tersebut untuk dapat dihamparkan dan dipadatkan untuk mencapai kepadatan yang diinginkan tanpa kesulitan. Karakteristik dasar yang harus dimiliki oleh campuran aspal panas adalah stabilitas, fleksibilitas, durabilitas dan kekesatan permukaan (Krebs & Walker, 1971).

Pengujian Marshall adalah untuk menentukan Kadar Aspal Optimum, yaitu kadar aspal dimana campuran yang dihasilkan memiliki sifat-sifat yang terbaik. Pengujian di Indonesia di standarisasikan di dalam SNI 03-2489-1991.

Pengujian ini bertujuan untuk menentukan karakteristik volumetrik, stabilitas dan kelelehan plastis dari campuran beraspal. Pengujian stabilitas bertujuan untuk mengukur ketahanan campuran terhadap beban lalu lintas dan uji kelelehan plastis untuk menentukan perubahan bentuk yang terjadi akibat beban lalu lintas.

Prosedur Marshall digunakan sebagai dasar untuk perencanaan volumetrik, penentuan stabilitas dan kelelehan. Kadar Aspal Optimum ditentukan berdasarkan parameter tersebut, ditambah dengan batasan nilai VIM pada kepadatan mutlak. Selain dengan metode

Marshall, penentuan Kadar Aspal Optimum campuran juga menggunakan metode kepadatan mutlak (Refusal Density). Kepadatan mutlak yaitu kepadatan tertinggi (maksimum) yang dapat dicapai, sehingga campuran tersebut tidak dapat menjadi lebih padat lagi, sebagai persyaratan rongga udara dalam campuran beraspal (rongga dalam campuran minimum). METODOLOGI

• Gradasi Agregat Campuran Kombinasi gradasi agregat

campuran yang digunakan adalah Laston Lapis Aus yang harus memenuhi batas-batas gradasi agregat seperti tercantum pada Tabel 1. Tabel 1. Ketentuan Sifat – sifat Campuran

Laston Sifat-sifat Campuran Laston

AC-WC

Penyerapan aspal (%) Maks. 1,2 Jumlah tumbukan per bidang

75

Min. 3,5 Rongga dalam campuran (%) Maks. 5,5 Rongga dalam Agregat (VMA) (%)

Min. 15

Rongga terisi aspal (%) Min. 65 Stabilitas Marshall (kg) Min. 800 Pelelehan (mm) Min. 3 Marshall Quotient (kg/mm) Min. 250 Stabilitas Marshall Sisa (%) setelah perendaman selama 24 jam, 60 ºC

Min. 75

Rongga dalam campuran (%) pada Kepadatan membal (refusal)

Min. 2,5

Untuk campuran Laston selain batasan titik kontrol terdapat persyaratan khusus yaitu kurva Fuller dan daerah larangan, kombinasi agregat dianjurkan tidak berimpit dengan kurva Fuller yaitu kurva gradasi dimana kondisi campuran memiliki kepadatan maksimum dengan rongga diantara mineral agregat (VMA) yang minimum, selain itu juga kombinasi agregat dianjurkan menghindari daerah larangan seperti terlihat pada Tabel 2.

118


Tabel 2. Gradasi Laston Lapis Aus (AC-WC) yang diteliti

% Berat yang Lolos Ukuran Ayakan LASTON LAPIS AUS

(AC-WC)

ASTM (mm) Spesifikasi Gradasi Rencana

1” 25 ¾” 19 100 100 ½” 12,5 90 - 100 95,0

3/8” 9,5 Maks.90 85,0 No.8 2,36 28 - 58 48,6

No.16 1,18 No.30 0,60

No.200 0,075 4 - 10 5,5 DAERAH LARANGAN

No.4 4,75 - - No.8 2,36 39,1 48,6

No.16 1,18 25,6 - 31,6 38,1 No.30 0,60 19,1 - 23,1 29,0 No.50 0,30 15,5 21,0

Gambar 1. Alat Uji Marshall

Agregat dan aspal dipanaskan pada suhu dengan nilai viskositas aspal 170 ± 20 centistokes (cst) dan dipadatkan pada suhu dengan nilai viskositas aspal 280 ± 30 cst pada cetakan berbentuk silinder dengan tinggi 64 mm dan diameter 102 mmPasir sungai yang digunakan untuk menggantikan sebagian agregat halus adalah pasir yang lolos saringan No. 16 (berdasarkan hasil analisa saringan).

Keempat campuran tersebut akan dibuat sampel untuk pengujian Marshall dan Kepadatan Mutlak. Analisis Marshall digunakan untuk mengidentifikasi Kadar Aspal Optimum, yaitu kadar aspal didalam rentang yang memenuhi semua kriteria rancangan campuran. Tabel 3. Tipe Campuran yang Diteliti

Agregat Halus No. Tipe

Campuran Pasir Sungai

Pecahan Batu

1 A 0 % 100 % 2 B 10 % 90 % 3 C 15 % 85 % 4 D 20 % 80 %

Untuk memperoleh kadar aspal optimum campuran A, B, C dan D, dipersiapkan benda uji dengan lima variasi kadar aspal, yaitu : -1,0%, - 0,5%, Pb% (perkiraan Kadar Aspal Optimum), + 0,5% dan + 1,0% terhadap berat total campuran. Kadar aspal optimum perkiraan awal (Pb) dihitung berdasarkan formula: Pb = 0,035 ( % CA ) + 0,045 ( % FA ) +

0,18 ( % FF ) + C dimana : CA = Coarse Aggregate (agregat kasar) FA = Fine Aggregate (agregat halus) FF = Fine Filler (bahan pengisi) C = Konstanta sebesar 0,5 – 1,0 untuk

Laston (AC).

Perkiraan awal kadar aspal untuk campuran Laston Lapis Aus (AC-WC) ini adalah 5,5%. Untuk masing-masing kadar aspal disiapkan 3 (tiga) benda uji. Untuk menentukan KAORefusal, dibuat benda uji untuk masing-masing campuran (A,B,C dan D), dengan menggunakan kadar aspal yang didapat dari pengujian Marshall, yang memberikan nilai VIM Marshalll sebesar 6% (VIM6%), dan 0,5% diatas dan dibawah dari kadar aspal tersebut. Perencanaan campuran dengan metode kepadatan mutlak dilakukan dengan pemadatan Marshall sebanyak 400 pukulan untuk masing-masing sisi. Pemadatan mutlak menghasilkan rongga udara minimum (VIM PRD).

119


Gambar 2. Diagram Alir Kegiatan Penelitian HASIL

Pengujian sifat fisik pada material aspal dilakukan untuk mengetahui karakteristik aspal jenis penetrasi 60/70 yang akan digunakan dalam campuran beraspal. Pengujian sifat-sifat aspal hanya dilakukan pada kondisi aslinya. Sedangkan untuk kondisi setelah kehilangan berat tidak dilakukan karena belum adanya alat pengujian kehilangan berat di Laboratorium Politeknik Negeri Padang. Hasil pengujian sifat-sifat aspal diperlihatkan pada Tabel 4. Sedangkan untuk pengujian sifat-sifat teknis agregat berupa berat jenis dan penyerapan dilakukan per fraksi dari agregat kasar, halus dan filler. Penelitian ini menggunakan agregat baik batu pecah maupun pasir yang berasal dari Sungai Langsat, Kabupaten Sawahlunto/Sijunjung, Propinsi Sumatera Barat.

Tabel 4. Hasil Pengujian Aspal Penetrasi 60/70

Persiapan Material

Pengujian Agregat Kasar, Halus, Filler dan Pasir

Pengujian Aspal Penetrasi 60/70

Analisis Data

Kesimpulan Dan Saran

Penentuan KAO Untuk Campuran A (0% pasir),B (10%pasir),C (15% pasir) dan D (20% pasir) Dengan

Metoda Marshall Dan Kepadatan Mutlak

Studi Literatur

Mulai

Selesai

Persyaratan Jenis Pengujian Hasil Pengujian Min Maks

. Berat Jenis 1,030 1 -

. Penetrasi, 25 ºC, 100 gr, 5 detik, 0,1 mm 62,24 60 79

. Titik Lembek, oC 49,5 48 58

Titik Nyala, oC 336 200 - Daktilitas, 25 ºC, 5 cm/menit, cm > 130 100 -

Tabel 5. Hasil Pengujian Sifat-sifat Fisik

Agregat Kasar, Agregat Halus, Filler dan Pasir

Karakteristik Hasil Pengujian Agregat A B C D

Agregat Kasar Penyerapan, % 0,797 Berat Jenis (BJ) - BJ Bulk 2,676 - BJ SSD 2,697 - BJ Apparent 2,734 Abrasi dengan LA 20 Kelekatan Agregat terhadap Aspal, % > 95

Angularitas, % > 95 Partikel Pipih, % 23,524 Partikel Lonjong, % 14,881 Agregat halus Penyerapan, % 0,10 0,808 Berat Jenis - BJ Bulk 2,678 2,612 - BJ SSD 2,681 2,633 - BJ Apparent 2,685 2,666 Filler BJ 2,644 Pasir - BJ Bulk 2,524 - BJ SSD 2,568 - BJ Apparent 2,641 Agregat Gabungan Penyerapan, % 0,16 0,18 0,18 0,19- BJ Bulk 2,67 2,67 2,66 2,66- BJ SSD 2,68 2,77 2,82 2,87- BJ Apparent 2,71 2,79 2,85 2,89

Kemudian hasil tersebut dihitung

sebagai agregat gabungan sesuai dengan proporsi pada gradasi rencana. Berat jenis curah (bulk) agregat gabungan masing-masing campuran, adalah 2,670 (campuran A), 2,665 (campuran B), 2,663 (campuran C), dan 2,660 (campuran D). Hasil pengujian sifat-sifat agregat ditunjukkan pada Tabel 5.

120


Hasil pengujian campuran Laston AC-WC dengan Metoda Marshall dan Kepadatan Mutlak, variasi kadar aspal yang digunakan untuk tiap tipe campuran, dengan atau tanpa pasir sungai adalah 4,5% sampai 7,0%, dengan peningkatan kadar aspal sebesar 0,5%. Pencampuran benda uji dilakukan pada temperatur 165 oC, selanjutnya dipadatkan dengan menggunakan pemadat Marshall pada temperatur 145 oC, dengan jumlah pemadatan 75 tumbukan untuk masing-masing bidang permukaan benda uji.

Berdasarkan data Marshall tersebut, dilakukan pengujian Kepadatan Mutlak. Benda uji dibuat dengan 3 variasi kadar aspal, yaitu dengan kadar aspal pada VIM6%, 0,5% diatas Penentuan kadar aspal untuk pengujian kepadatan mutlak pada penelitian ini ditentukan berdasarkan trend kurva VIM dan disesuaikan dengan kebutuhan apakah harus +0,5% dan -0,5% nilai kadar aspal pada VIM6% atau +0,5% dan +1,0% dari VIM6% .

Pada pengujian kepadatan mutlak ini, untuk campuran A dan B menggunakan kadar aspal yang sama yaitu 5,0%; 5,5% dan 6,0%, campuran C dan campuran D menggunakan kadar aspal 5,5%; 6,0% dan 6,5%, dimulai pada kadar aspal yang memberikan nilai VIM sekitar 6%.

Kadar aspal optimum (KAO) ditentukan sebagai nilai tengah, dari rentang kadar aspal maksimum dan minimum yang memenuhi semua persyaratan spesifikasi. Pada penelitian ini KAO dibedakan menjadi dua jenis yaitu KAOMarshall dan KAORefusal. KAO ditentukan dengan metode bar-chart yang merupakan rentang kadar aspal, yang memenuhi semua syarat kriteria campuran beraspal, yaitu : VIM Marshall, VIMRef, VMA, VFA, Stabilitas, Kelelehan dan Marshall Quotient. Untuk KAOMarshall, parameter VIMRef tidak dijadikan sebagai syarat, tapi untuk KAORefusal, parameter VIMRef menjadi salah satu syarat.

Tabel 6. Hasil Pengujian Marshall Pada KAOMarshall

Jenis Campuran Spek Sifat-Sifat Campuran

A B C D Kadar Aspal Optimum, %

5,45 5,65 5,825 6,00 -

Berat Isi, t/m3 2,363 2,355 2,343 2,337 -

V I M, % 4,45 4,40 4,30 4,20 3,5 -5,5

V M A, % 16,40 16,75 17,20 17,40 > 15

V F A, % 72,5 73,0 74,0 74,5 > 65 Stabilitas, kg 1205 1135 990 920 > 800

Kelelehan, mm 3,5 3,3 3,4 3,4 >3

Marshall Quotient, kg/mm

365 350 300 280

Penyerapan Aspal, % 0,247 0,276 0,291 0,305 -

Tebal lapisan aspal, µm

9,947 10,23 10,643 10,953 -

Dari pengujian Marshall didapat : KAO 5,45% untuk campuran A ; KAO 5,65% untuk campuran B ; KAO 5,825% untuk campuran C dan KAO 6,00% untuk campuran D. Dan dari pengujian Kepadatan Mutlak didapat KAO 5,38% untuk campuran A ; KAO 5,55% untuk campuran B ; KAO 5,77% untuk campuran C dan KAO 5,88% untuk campuran D. PEMBAHASAN Analisis Data Pengujian Aspal dan Agregat

Berdasarkan hasil pengujian, aspal yang digunakan dalam campuran sesuai dengan spesifikasi yang ditentukan.

Untuk hasil dari pengujian sifat-sifat fisik atau karakteristik agregat kasar, agregat halus filler dan pasir sungai yang digunakan dalam campuran menunjukkan bahwa contoh uji agregat memenuhi persyaratan yang ditentukan dalam Spesifikasi Kimpraswil 2005, kecuali jumlah partikel lonjong adalah sebesar 14,881%, yaitu 10% lebih besar dari yang disyaratkan. Namun berdasarkan

121


spesifikasi, nilai tersebut masih dapat diterima oleh karena sifat-sifat teknis yang lain masih dapat dipenuhi. Analisis Pengaruh Penggunaan Pasir Sungai Terhadap KAO

Penggunaan Pasir Sungai pada campuran secara signifikan akan meningkatkan nilai kadar optimum aspal, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 3.

Gambar 3. Nilai Kadar Aspal Optimum Campuran

Untuk ketiga tipe campuran, nilai KAORefusal mengalami penurunan dibandingkan dengan KAOMarshall. Hal ini disebabkan oleh VIMRefusal yang membatasi penentuan rentang kadar aspal pada penentuan kadar aspal optimum. Pada campuran A penurunan kadar aspal yang terjadi sebesar 0,075%, campuran B sebesar 0,100% , campuran C sebesar 0,100% dan campuran D sebesar 0,125%. Analisis Data Pengujian Marshall Campuran AC-WC

Volumetrik campuran yang berperan penting dalam uji Marshall, yaitu VIM, VMA, VFA dan parameter VIMRefusal yang diperoleh dari pengujian Kepadatan Mutlak (Percentage Refusal Density). Parameter ini sangat berkaitan dengan nilai kepadatan (Density) dan sangat menentukan nilai Kadar Aspal Optimum (KAO).

Kepadatan pada campuran beraspal meningkat seiring dengan meningkatnya kadar aspal, hingga mencapai nilai

maksimum dan setelah itu nilainya akan menurun, seperti campuran A, dimana kepadatan maksimum antara kadar aspal 6,0% dan 6,5%. Tapi untuk campuran D, sampai kadar aspal 7,5% belum menunjukkan nilai maksimumnya.

Gambar 4. Perbandingan nilai Kepadatan terhadap perubahan kadar aspal

Pada Gambar 4 terlihat campuran A

mempunyai kepadatan yang lebih tinggi dari campuran B, C dan D. Hal ini disebabkan karena pada berat tertentu, campuran yang menggunakan pasir mempunyai volume campuran yang lebih besar dibandingkan dengan campuran A yang tanpa pasir, karena campuran B, C dan D mempunyai nilai berat jenis (Gmb) yang lebih kecil. Disamping itu pasir sungai umumnya memiliki butiran yang seragam, halus dan bulat. Bentuk butiran bulat membuat pasir sungai mempunyai angularitas rendah, tahanan geser antar butiran (friksi) juga rendah dibanding butiran bersudut sehingga akan mudah tergelincir saat menerima beban dan menjadi sulit dipadatkan.

Campuran dengan nilai VIM yang rendah lebih kedap air dan cenderung mempunyai ketahanan yang lebih baik terhadap efek penuaan aspal (ageing) dan pengelupasan butir (striping), tapi nilai VIM yang terlalu rendah akan menyebabkan bleeding dan rentan terhadap alur plastis (rutting), karena tidak tersedianya ruang yang cukup untuk ekspansi aspal akibat kenaikan temperatur

122


perkerasan dan pemadatan lanjutan oleh lalu lintas. Nilai VIM untuk Laston Lapis Aus (AC-WC) menurut spesifikasi campuran Aspal Panas dibatasi sebesar 3,5 % sampai dengan 5,5%.

Gambar 5. Perbandingan Kurva VIM

Terhadap Perubahan Kadar Aspal

Pada Gambar 5 memperlihatkan, untuk kadar aspal yang sama, campuran tipe A mempunyai nilai VIM yang lebih kecil jika dibandingkan dengan campuran B, campuran C dan campuran D. Hal ini karena bentuk butiran pasir sungai yang rounded menyebabkan campuran yang menggunakan pasir sungai lebih sulit dipadatkan sehingga menghasilkan kandungan rongga VIM yang lebih besar.

Rongga diantara mineral agregat (VMA) adalah ruang diantara partikel agregat suatu campuran beraspal, meliputi rongga udara (VIM) dan rongga yang terisi aspal efektif (VFA) yang dinyatakan sebagai persen volume bulk campuran dengan batasan nilai VMA minimal 15%. VMA dipengaruhi oleh berat jenis bulk campuran padat (Gmb) yang setara dengan nilai kepadatan campuran.

Gambar 6. Perbandingan Kurva VMA Terhadap Perubahan Kadar Aspal

Dari Gambar 6 terlihat bahwa pada

kadar aspal yang sama, campuran B, C dan D dengan kepadatan lebih rendah, memberikan nilai VMA yang lebih besar jika dibandingkan dengan campuran A (0% Pasir Sungai) yang memiliki kepadatan lebih besar.

Rongga terisi aspal (VFA) adalah persen rongga yang terdapat di antara partikel agregat (VMA) yang terisi oleh aspal efektif, tidak termasuk aspal yang diserap oleh agregat. Berdasarkan spesifikasi untuk campuran Laston Lapis Aus nilai VFA dibatasi minimal 65% terhadap VMA. Gambar 7. Perbandingan Kurva VFA

Terhadap Perubahan Kadar Aspal

Selanjutnya pada kadar aspal yang sama, campuran B, C dan D yang menggunakan Pasir Sungai, memiliki nilai

123


VFA yang lebih rendah dibandingkan dengan campuran A (tanpa Pasir Sungai). Hal ini disebabkan karena pada kadar aspal tersebut campuran B, C dan D memiliki nilai VIM yang lebih besar.

Penggunaan Pasir Sungai sebagai pengganti sebagian agregat halus menyebabkan terjadinya penurunan nilai stabilitas pada campuran. Seperti yang terlihat pada Gambar 8, pada kadar aspal yang sama nilai Stabilitas terbesar dimiliki oleh campuran A (0% Pasir Sungai) dan nilai stabilitas terkecil terlihat pada campuran D (20% Pasir Sungai).

Gambar 8. Perbandingan Kurva Stabilitas Terhadap Perubahan Kadar Aspal

Rendahnya nilai stabilitas pada campuran yang menggunakan Pasir Sungai dikarenakan bentuk partikel Pasir Sungai yang seragam dan berbentuk bulat dengan permukaan yang halus. Bentuk partikel yang bulat kurang memberikan ikatan antar partikel, akan mengurangi kekuatan interlocking partikel agregat karena mudahnya terjadi sliding (gelincir) dalam campuran beraspal bila diberikan beban, sehingga akan menurunkan nilai stabilitas Marshall.

Nilai kelelehan (flow) merupakan parameter empiris yang menjadi indikator terhadap kelenturan campuran untuk dapat mengikuti deformasi yang terjadi akibat beban lalu lintas tanpa timbulnya retak dan perubahan volume. Kecenderungan nilai kelelehan akan naik seiring dengan bertambahnya kadar aspal. Perbandingan

nilai kelelehan untuk empat jenis campuran terhadap perubahan kadar aspal dapat dilihat pada Gambar 9.

Gambar 9. Perbandingan Kurva Kelelehan Terhadap Perubahan Kadar Aspal

Dari gambar terlihat bahwa tidak terdapat perbedaan nilai kelelehan yang signifikan pada campuran A, B, C, dan D. Karena tebal film aspal untuk setiap campuran yang hampir tidak memiliki perbedaan yang besar. Untuk campuran A tebal film aspal sebesar 9,95 μm, campuran B tebal film aspal sebesar 10,23 μm, campuran C tebal film aspal sebesar 10,64 μm dan campuran D tebal film aspal sebesar 10,95 μm. Demikian juga untuk nilai kelelehan pada kondisi KAOMarshall seperti yang terlihat pada Tabel 6, dimana pengaruh penggunaan Pasir Sungai tersebut menyebabkan nilai kelelehan campuran yang hampir sama dan menunjukkan tren yang tidak seragam.

Hasil Bagi Marshall atau Marshall Quotient (MQ) adalah nilai yang diperoleh dari hasil bagi antara stabilitas dan kelelehan yang merupakan indikator terhadap kekakuan campuran secara empirik. Semakin tinggi nilai MQ, maka kemungkinan akan semakin tinggi kekakuan suatu campuran dan semakin rentan campuran tersebut terhadap keretakan. Perbandingan nilai MQ untuk semua campuran terhadap perubahan kadar aspal dapat dilihat pada Gambar 10.

Dengan nilai flow yang hampir sama untuk setiap tipe campuran, campuran

124


A yang memiliki nilai stabilitas paling besar, memiliki nilai MQ yang lebih besar jika dibandingkan dengan campuran B, C dan D yang menggunakan Pasir Sungai. Hal ini disebabkan campuran B, C dan D memiliki angularitasnya rendah serta menghasilkan friksi antar partikel agregat yang rendah, sehingga diperoleh campuran yang lebih lentur dengan tingkat kekakuan campuran (MQ) rendah.

Gambar 10. Perbandingan Kurva Hasil Bagi

Marshall Terhadap Perubahan Kadar Aspal

Analisis Data Pengujian Kepadatan Mutlak

VIM Refusal dari hasil pengujian kepadatan mutlak, pada kondisi KAOMarshall menunjukkan bahwa campuran A (0% Pasir Sungai) mempunyai penurunan nilai VIM sebesar 41,60% dari VIM Marshall. Untuk campuran B memiliki penurunan VIM yang lebih besar yaitu sekitar 44,32%, campuran C memiliki penurunan sekitar 45,35% dan campuran D memiliki penurunan paling besar, sekitar 48,80%.

Dari grafik terlihat bahwa untuk campuran A, penurunan nilai VIM relatif lebih kecil jika dibandingkan dengan campuran B, C dan D. Hal ini disebabkan karena kepadatan dengan alat marshall dari campuran A telah mendekati nilai kepadatan maksimum yang bisa dipadatkan, sehingga jika dipadatkan dengan alat PRD, penurunan nilai VIM yang didapat relatif lebih rendah. Sedangkan untuk campuran

B, C dan D oleh karena sifat dari partikel butiran pasir yang mempunyai nilai angularitas rendah, menyebabkan pada pemadatan dengan alat Marshall belum dicapai nilai kepadatan yang maksimal. Sehingga jika digunakan pemadat PRD, diperoleh penurunan nilai VIM yang lebih besar. Semakin besar penggunaan Pasir Sungai menyebabkan semakin besar penurunan nilai VIM yang terjadi

Gambar 11. Perbandingan Kurva VimRef Terhadap Perubahan Kadar Aspal

Analisis Pengaruh Penggunaan Pasir Sungai Terhadap Campuran AC-WC

Dalam penelitian ini, penggunaan pasir sungai sampai dengan 20% menggantikan agregat halus menunjukkan bahwa campuran tersebut masih memenuhi semua persyaratan campuran AC-WC yang ditetapkan dalam Spesifikasi Kimpraswil 2005, meskipun menunjukkan kecendrungan penurunan kinerja jika dibandingkan dengan campuran yang menggunakan material abu batu sebagai agregat halus.

Penggunaan pasir sungai dalam campuran AC-WC menyebabkan terjadinya peningkatan penggunaan kadar aspal. Campuran tipe A (tanpa pasir sungai) menghasilkan Kadar Aspal Optimum Marshall pada 5,45%. Sedangkan campuran D (menggunakan 20% pasir sungai) menghasilkan Kadar Aspal Optimum Marshall pada 6,00%. Sehingga didapat perbedaan Kadar Aspal Optimum Marshall sebesar 0,55%.

125


Perbedaan penggunaan aspal untuk campuran dengan dan tanpa penggunaan pasir sungai yang cukup signifikan ini, menyebabkan perlu adanya kajian lebih lanjut tentang efisiensi biaya dari besarnya persentase penggunaan pasir sungai (mengurangi penggunaan agregat halus dari pemecahan batu). SIMPULAN

Berdasarkan analisis data, dapat diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Hasil perencanaan campuran dengan

metoda Marshall dan Kepadatan Mutlak memperlihatkan bahwa : a. Nilai kadar aspal optimum (KAO)

campuran yang menggunakan pasir sungai lebih besar dari campuran tanpa pasir sungai. Ini disebabkan campuran yang menggunakan pasir sungai cenderung memiliki rongga yang besar, sehingga nilai VIM yang lebih kecil dari 3% (batasan VIMMarshall) dan nilai VIM yang lebih kecil dari 2% (batasan VIMRefusal) akan diperoleh pada kadar aspal yang lebih tinggi. Hal ini juga disebabkan karena tingginya penyerapan aspal untuk campuran yang menggunakan pasir sungai.

b. KAOMr (Marshall) untuk tiap-tiap campuran lebih besar dari KAORef (Refusal) yaitu : campuran A KAOMr = 5,45% dan KAORef = 5,375%, campuran B KAOMr = 5,65% dan KAORef = 5,55%, campuran C KAOMr = 5,825% dan KAORef = 5,725%, dan campuran D KAOMr = 6,00% dan KAORef = 5,875%. Ini terjadi karena VIMRef sebagai salah satu syarat penentuan KAORef mempunyai rentang kadar aspal yang lebih pendek dari VIMMr, sehingga dengan metoda bar-chart, nilai KAORef kecil dari KAOMr.

c. Nilai stabilitas pada KAOMarshall untuk campuran yang menggunakan pasir (B, C dan D) lebih rendah dari campuran tanpa pasir sungai (A). Hal

ini disebabkan karena bentuk partikel Pasir Sungai yang seragam dan berbentuk bulat dengan permukaan yang halus, akan mengurangi kekuatan interlocking partikel agregat karena mudahnya terjadi sliding (gelincir).

2. Hasil VIMRefusal dari hasil pengujian kepadatan mutlak, campuran A (0% Pasir Sungai) mempunyai penurunan nilai VIM paling rendah sebesar 41,60% dari VIM Marshall jika dibandingkan campuran B (44,32%), campuran C (45,35%) dan campuran D memiliki penurunan paling besar (48,80%). Hal ini disebabkan karena kepadatan dengan alat marshall dari campuran A telah mendekati nilai kepadatan maksimum yang bisa dipadatkan.

Dalam penelitian ini, penggunaan pasir sungai sampai dengan 20% menggantikan agregat halus menunjukkan bahwa campuran tersebut masih memenuhi semua persyaratan campuran AC-WC yang ditetapkan dalam Spesifikasi Kimpraswil 2005, meskipun menunjukkan kecendrungan penurunan kinerja. Perbedaan KAOMarshall antara campuran tanpa pasir dan yang menggunakan pasir sampai dengan 20 % sebesar 0,55%.

3. SARAN

Berdasarkan hasil penelitian, diusulkan beberapa saran sebagai berikut : 1. Perbedaan penggunaan aspal untuk

campuran dengan dan tanpa penggunaan pasir sungai yang cukup signifikan, menyebabkan perlu adanya kajian lebih lanjut tentang efisiensi biaya dari besarnya persentase penggunaan pasir sungai

2. Kinerja dari campuran AC-WC yang menggunakan pasir sungai dari Sungai Lansat Sijujung Sumatera Barat menunjukkan hasil yang baik, dan untuk itu perlu penelitian lanjutan untuk membandingkan kinerja campuran ini terhadap campuran AC-WC yang menggunakan pasir sungai dari daerah lain, karena setiap daerah memiliki

126


karakteristik material pasir yang berbeda-beda.

UCAPAN TERIMA KASIH

Terima kasih kepada penyelenggara TPSDP Jurusan Sipil Politeknik Negeri Padang tahun 2007 yang telah mendanai penelitian ini dengan Surat Kontrak No. 022.A/N.04.1 – PG/ 2007. DAFTAR PUSTAKA AASHTO. 1998. Standard Specifications

for Transportation Materials and Methods of Sampling and Testing. Washington D.C, 52 – 204

Departemen Kimpraswil. 2005. Campuran Aspal Panas. Buku V Spesifikasi. Seksi 6.3, 25 – 44.

Huang, Yang H. 1993. Pavement Analysis and Design, Published by Prentice-Hall, Inc. New Jersey. 355 – 363.

Kennedy, T.W (1977), Characterization of Asphalt Pavement Materials Using the Indirect Tensile Test, Proceedings Association of Asphalt Paving Technologist, San Antonio, Texas, volume 46, 132-149.

Krebs, D.Robert, Walker, D.Richard (1971), Highway Material, Mcgraw-Hill Book Company New York, 385– 388.

Munir, M. 2005. Kinerja Perkerasan Beton Aspal Lapis Aus-2 Memakai Gradasi Superpave Dengan Variasi Gradasi Pada Daerah Larangan, Tesis Magister. Program Magister Sistem dan Teknik Jalan Raya, Institut Teknologi Bandung.

Shell Bitumen. 1990. The Shell Bitumen Handbook, Shell Bitumen. U.K. 223– 263.

Standar Nasional Indonesia. 1991. Pengujian Campuran Beraspal dengan Alat Marshal, SNI No. : 03-2489-1991

Yamin, R.A. 2002. Penentuan Gradasi Agregat Berdasarkan Spesifikasi

Baru, Desiminasi Spesifikasi Baru Campuran Beraspal dengan Alat PRD. Puslitbang Prasarana Transportasi, Dept. Kimpraswil, Modul 2.

Yoder, E.J., Witczak, M.W. 1975. Principles of Pavement Design, Second Edition, John Wiley and Sons, Inc, New York. 259 – 263.

127

pengaruh penggunaan pasir sungai pada campuran laston...

Documents