modul 3 perkerasan jalan

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB IR. ALIZAR, M.T PERENCANAAN PERKERASAN JALAN

MODUL 3

PERENCANAAN PERKERASAN JALAN (3 SKS)

Ir. Alizar,M.T.

POKOK BAHASAN :

BAHAN PERKERASAN (TANAH DASAR DAN ASPAL)

MATERI KULIAH:

Pendahuluan, klasifikasi tanah, kepadatan dan daya dukung tanah, CBR, aspal alam,

aspal buatan, pemeriksaan aspal

3.1. PENDAHULUAN

Bahan perkerasan jalan merupakan faktor utama yang menentukan kestabilan

perkerasan jalan. Bahan perkerasan yang dibutuhkan dalam konstruksi perkerasan

jalan dapat digolongkan sbb:

• Perkerasan lentur (flexible pavement) memerlukan bahan AGREGAT (sebagai

tulangan) dan ASPAL (sebagai pengikat)

• Perkerasan kaku (rigid pavement) memerlukan bahan AGREGAT(sebagai

tulangan) dan PORTLAND CEMENT (sebagai pengikat)

Bahan perkerasan jalan sebelum digunakan harus diperiksa terlebih dulu di

laboratorium, yang meliputi : jenis bahan, keadaan fisik bahan, kualitas bahan.

Bahan lain yang ikut menentukan keseluruhan mutu struktur perkerasan baik

flexible maupun rigid pavement adalah tanah dasar, yang akan di jelaskan pada

sub tersendiri.

3.2. TANAH DASAR

Sifat tanah dasar berperan penting dalam keseluruhan mutu dan daya tahan

konstruksi perkerasan, karena perkerasan terletak di atas tanah dasar. Sifat

masing-masing jenis tanah tergantung dari tekstur, kepadatan, kadar air, kondisi

lingkungan dan lain sebagainya.


Guna mempermudah mempelajari sifat tanah yang akan dipergunakan sebagai

bahan tanah dasar, maka tanah tersebut perlu dikelompokkan berdasar sifat

plastisitas dan ukuran butirnya. Daya dukung tanah dapat ditentukan dengan

menggunakan hasil klasifikasi ataupun pemeriksaan CBR (California Bearing Ratio)

dan sebagainya.

3.2.1 Klasifikasi tanah

Sistem klasiflkasi yang umum digunakan dalam perencanaan jalan adalah Unified

dan AASHTO.

A. Sistem Unified ( USCS)

Sistem ini dikembangkan oleh Casagrande dan dibagi 3 kelompok besar yaitu:

1. Tanah berbutir kasar, < 50% lolos saringan no. 200. Secara visuil butir-

butirnya dapat terlihat oleh mata. Sifat teknis tanah ini ditentukan oleh

ukuran butir dan gradasi butirnya. Tanah bergradasi baik/seimbang

memberikan kepadatan yang lebih baik daripada tanah yang berbutir

seragam.

2. Tanah berbutir halus,>50% lolos saringan no.200. Secara visuil butir-butir

tanah ini tidak terlihat. Tanah ini ditentukan oleh sifat plastisitas tanahnya,

sehingga pengelompokkannya berdasar plastisitas dan ukuran butirnya.

Tanah dengan plastisitas yang tinggi mempunyai daya dukung yang kurang

dan peka terhadap perubahan yang terjadi.

3. Tanah organik ( peat/humus ), GAMBUT= PEAT, dapat dikenal dari warna,

bau dan sisa tumbuhan yang terkandung di dalamnya. Secara laboratorium

dapat ditentukan jika perbedaan batas cair tanah contoh yang belum dioven

dengan yang telah dioven sebesar >25%. .

Klasifikasi tanah sistem ini dilakukan dengan huruf seperti di bawah ini dan

kombinasinya menggambarkan satu jenis tanah. Mlsalnya GP yang berarti tanah

kerikil dengan gradasi buruk.

G = Kerikil/gravel P = Bergiadasi buruk/poor graded

S = Pasir/sand U = Bergradasi seragam/uniform graded

M = Lanau/Silt/Moam L = Plastisitas rendah/low liquid limit

C = Lempung/Clay H = Plastisilas tinggi/high liquid limit

W = Bergradasi baik/well graded O = Organik/organic


B. Sistem AASHTO

Sistem ini mengelompokkan tanah berdasar sifatnya terhadap beban roda.

Menurut sistem ini, tanah dibagi dalam 8 kelompok yang diberi kode A-1 sampai

A-8. Namun kelompok A-8 (tanah organik) oleh AASHTO diabaikan karena tidak

stabil sebagai bahan konstruksi jalan.

Dan kiri ke kanan (A-I, A-2....) berdasar pemeriksaan analisa saringan dan batas-

batas Atterberg dengan kualitas tanah yang semakin berkurang ke arah kanan

sebagai lapisan tanah dasar jalan. Dan pada garis besarnya dikelompokkan

menjadi 2 yaitu :

1. Tanah berbutir kasar

Kode Karateritik Tanah

A-1 Tanah yang terdiri dari kerikil dan pasir kasar dg sedikit atau tanpa

butir halus, dengan atau tanpa sifat plastis

A-3 Terdiri dari pasir halus dg sedikit sekali butir halus lolos no.200 dan

tidak plastis

A-2 Kelompok batas tanah berbutir kasar dan halus dan merupakan

campuran kerikil/pasir dg tanah berbutir halus cukup banyak (<35%)

2. Tanah berbutir halus

Kode Karaktetistik Tanah

A-4 Tanah lanau dg sifat plaslisitas rendah.

A-5 Tanah lanau yang mengandung lebih banyak butir-butir plastis, shg

sifat palstisnya lebih besar dari A-4

A-6

Tanah lempung yang masih mengandung buitran pasir dan kerikil,

tetapi sifat perubahan volumenya cukup besar

A-7 Tanah lempung yang lebih bersifat plastis dan mempunyai sifat

perubahan yang cukup besar.


Lebih jelas pengelompokan tersebut dapat menggunakan tabel klasitikasi sistem

AASHTO pada Tabel 6.9 diatas.

Kemampuan memikul beban roda antara jenis tanah yang satu dengan yang lain

dalam satu kelompok, digunakan grup indeks yang dibuat berdasar asumsi asumsi

kualitas tanah Sehingga dihasilkan rumus

GI = (F - 35) [0,2 + 0,005(LL - 40)] + 0,01 (F - 15)(PI - 10)

Grup indeks dinyatakan dengan bilangan bulat dan dituliskan dalam kurung di

belakang kelompok jenis tanahnya. Jika hasil negatif maka ditulis nol. Jika 20

ditulis bilangan 20. Kualitas tanah sebagai tanah dasar konstruksi jalan berbanding

terbalik dengan GI. Tanah dengan kelompok yang sama tetapi mempunyai grup

indeks yang lebih kecil menunjukkan tanah yang lebih baik sebagai tanah dasar

jalan.

3.2.2. Kepadatan dan daya dukung tanah

Karena tanah dasar ikut menentukan kerusakan yang terjadi pada

konstruksi perkerasan maka perlu diperhatikan hal-hal yang mempengaruhi daya

dukung tanah dasar. Diantaranya adalah kepadatan. Pada tanah yang sejenis,


semakin tinggi kepadatan tanah, maka akan mengalami perubahan volume yang

kecil jika terjadi perubahan kadar air dan daya dukung yang besar.

Daya dukung tanah dasar biasanya dinyatakan dengan nilai CBR

(California Bearing Ratio). Yaitu perbandingan antara beban yang dibutuhkan

untuk penetrasi contoh tanah sebesar 0, 1”/0,2” dengan beban yang ditahan batu

pecah standar pada penetrasi 0,1”/0,2”. Nilai ini dinyatakan dalam persen, yang

merupakan perbandingan kualitas tanah dasar dibandingkan bahan standar batu

pecah yang mempunyai CBR 100% dalam memikul beban lalu lintas.

Berdasar cara mendapatkan contoh tanahnya CBR dibagi menjadi:

1. CBR lapangan (CBR inplace)

Digunakan untuk mendapatkan nilai CBR asli sesuai dengan kondisi tanah

dasar dan umumnya dipakai pada konstruksi perkerasan yang lapisan tanah

dasarnya sudah tidak akan dipadatkan lagi.

Selain itu, walaupun jarang dipakai dapat digunakan untuk mengontrol

apakan kepadatan yang diperoleh sudah sesuai dengan yang diinginkan.

2. CBR lapangan rendaman (undisturb soaked CBR)

Berguna untuk mendapatkan CBR asli di lapangan pada keadaan jenuh air

dan tanah mengalami pengembangan rnaksimum. Uji ini biasanya dilakukan

pada daerah yang lapaisan tanah dasarnya sudah tidak akan dipadatkan lagi

daerah yang badan jalan terendam air pada musim hujan dan kering pada

musim kemarau. Pemeriksaan dilakukan pada musim kemarau dengan

menekan mold dalam tanah sesuai kedalaman yang diinginkan, kemudian di

rendam + 4 hari.

3. CBR rencana titik

Merupakan nilai CBR yang diperoleh dari sampel tanah dasar konstruksi

jalan baru yang telah dipadatkan dan merupakañ tanah asli, tanah timbunan,

atau tanah galian yang telah dipadatkan sampai 95% kepadatan maksimum.

Karena sampel ini disiapkan dilaboratorium, maka disebut CBR laboratorium,

yang dibedakan menjadi 2 yaitu CBR lap. Rendaman dan CBR lab. Tanpa

rendaman.

Pada tanah dasar yang merupakan galian yang dalam, pengambilan contoh

tanah sebanyak yang dibutuhkan sukar didapat, sehingga digunakan alat bor.

Dan pemeriksaan dilakukan secara empiris yang hanya berdasar analisa

saringan dan sifat plastisitas tanah.


3.3. ASPAL

Aspal adalah campuran yang terdiri dari bitumen dan mineral, material

aspal bersifat termoplastis, melunak dan menjadi cair jika dipanaskan dan kental

kembali menjadi padat jika didinginkan.

Bitumen adalah bahan yang berwarna coklat dan kehitaman yang bersifat

fisik keras hingga cair, larut dalam CS2 dan CCI1 dengan sempurna dan

mempunyai sifat berlemak serta tidak larut dalam air.

Secara kimia, bitumen terdiri dari gugusan aromat, naphten dan alkan

sebagai bagian –bagian terpenting dan secara kimia fisika merupakan campuran

koloid, dimana butir-butir yang merupakan bagian yang padat (asphaltene)

berada dalam fase cairan yag disebut malten.

Asphaltene terdiri dari campuran gugusan aromat, naphtene dan alkan

dengan berat molekul yang tinggi, antara 1.800 hingga 140.000.

Maltene terdiri dari campuran gugusan aromat, naphtene dan alkan

dengan berat molekul yang lebih rendah antara 370 hingga 710.

Ter merupakan bahan cair berwarna hitam, tidak larut dalam air, larut

sempurna dalam CS2 dan CCI4, yang mengandung zat organik yang terdiri dari

gugusan aromat dan mempunyai sifat lekat.

Aspal adalah bahan pengikat dan bahan penutup lapis perkerasan ( jalan

raya atau landasan pacu) dari pengaruh air (lapisan berasapal bersifat kedap

air).

Fungsi aspal dalam konstruksi jalan adalah :

• BAHAN PENGIKAT AGREGAT, memberikan daya lekat yang baik

Syaratnya. mempunyai daya adhesi dan daya kohesi yang besar.

• PENGISI DAN PENUTUP RONGGA-RONGGA (VOID) DARI PENGARUH

AIR, mengisi volume yang tersedia Syaratnya, sifat plastis yang besar dan

sifat kecairan yang cukup.

3.3.1. Jenis Aspal

Aspal yang digunakan pada bahan konstruksi jalan mempunyai jenis aspal

alam dan aspal buatan.

• Aspal Alam

Aspal alam ditemukan di Pulau Buton (Sulawesi Tenggara Indonesia),

Perancis, Swiss, dan Amerika Latin.


Menurut sifat kekerasannya aspal tersebut di atas dapat diperingkat sebagai berikut:

• BATUAN (rock asphalt), aspal gunung = contoh aspal buton, (butas) sebagai

bahan lapis keras.

• PLASTIS ( Trinidad Lake Aspalt-TLA) = aspal danau

• CAIR ( Bermuda Lake Ashalt-BLA)

Menurut tingkat kemurniannya, dapat diperingkat sbb:

• MURNI dan HAMPIR murni (BLA)

• TERCAMPUR dengan mineral (Rock Asphalt Buton, TLA, Prancis dan Swiss).

Penggunaan aspal alam perlu mendapat perhatian khusus, mengingat tidak

mempunyai mutu yang tetap dan seragam.

• Aspal Buatan

Proses aspal buatan dapat dijelaskan dengan proses penyulingan minyak

bumi

3.3.2. Proses pembuatan aspal


Gambar : 3.5 Produk hasil olahan minyak bumi , Bahan Bakar Minyak (BBM)

Berdasar kegunaan, aspal dibagi dalarn beberapa jenis antara lain:

a. Aspal panas/keras (AC)

Penetrasi aspal keras berkisar 40/50,60/70,80/100,120/150,200/300 (keras-

lunak)

b. Aspal cair/dingin (cut back asphalt)

Digunakan dengan tambahan bahan pelarut. Macamnya adalah:

RC (AC+ Benzeen), MC(AC+ Kerosene), SC (AC + minyak berat)

c. Aspal emulsi (emulsion asphalt)

Digunakan dengan tambahan bahan pengemulsi Aspal ini terdiri dari 2 jenis

yaitu :

Emulsi cathionic yang bermuatan (+) dan merupakan campuran AC+air+larutan

basa

Emulsi anionic yang bermuatan (-) dan merupakan campuran AC+air+ larutan

asam)

3.3.3. Penggunaan aspal

Aspal keras/aspal panas, yaitu aspal yang digunakan harus memenuhi

persyaratan/test terlebih dahulu yaitu:

1. Penetrasi, tingkat kekerasan aspal

Tujuannya adalah untuk memeriksa tingkat kekerasan aspal. Di laboratorium

menggunakan penetrometer dan dilakukan dengan memasukkan jarum

penetrasi berdiarneter 1 mm dengan beban seberat 50 gram sehingga

diperoleh beban gerak 100 gram selama 5 detik pada tenperatur 25°C .

Dalam pelaksanaan berhubungan dengan lokasi penggunaan aspal serta

jenis, macam konstruksi yang ditangani.


2. Titik lembek

Merupakan suhu pada saat aspal dalam cincin yang diletakkan dalam

air/gliserin muiai lembek karena pembebanan tertentu (bola 3,5 gram). Titik

lembek bervariasi 30 - 2000C dan dibaca saat aspal berikut bola menyentuh

plat dasar yang berjarak kira-kira 1 inch di bawahnya.

Aspal dengan penetrasi yang sama belum tentu mempunyai titik lembek yang

sama. Semakin tinggi titik lembek, semakin baik sebagai bahan pengikat. Di

lapangan, bersama dengan penetrasi berperan dalam percampuran,

penghamparan dan pemadatan. Selain itu suhu luar juga berpengaruh

terhadap titik lembek.

3. Titik nyala dan titik bakar

Titik nyala adalah suhu saat aspal mulai menyala sekurang-kurangnya 5

detik. Pemeriksaan dilakukan dengan eleveland open cup, dan perlu

diketahui untuk memperkirakan suhu maksimum pemanasan sehingga aspal

tidak terbakar. Hasil pemeriksaan dipengaruhi oleh tiupan angin dan

kecepatan kenaikan suhu. Sehingga untuk membedakan titik nyala dan titik

bakar perlu dilakukan di ruang gelap.

4. Kehilangan berat akibat pemanasan (Thick film oven test)

Tujuannya untuk mengetahui seberapa banyak zat-zat yang hilang akibat

pemanasan pada suhu 163°C selama 5 jam menurut cara yang ditentukan.

Pemanasan dilakukan dengan oven listrik yang mempunyai ketelitian 0,l°C.

Dan oven dilengakpi dengan meja yang berputar serta lubang-lubang

ventilasi untuk memungkinkan uap zat-zat tersebut dibawa udara yang

berputar bebas.

Sifat ini mempengaruhi sifat mekanis aspal diantaranya penetrasi, titik

lembek dan daktilitas

5. Kelarutan zat CS2/CCL4

Aspal murni larut dalam zat ini, sedangkan aspal yang tidak murni tidak

seluruhnya larut. Disyaratkan bitumen untuk perkerasan jalan mempunyai

kemurnian > 99%. Hubungan dengan pekerjaan adalah menjamin keamanan

dan gangguan lain misalnya kebakaran dan pembusaan oleh zat-zat tidak

terlarut.

6. Ductility/pemuluran

Pemeriksaan aspal ini untuk mengetahui sifat kohesi dalam aspal. Sifat ini


dipengaruhi oleh sifat kimia. Aspal yang mempunyai daktilitas lebih besar

mengikat butir agregat dengan baik tetapi lebih peka terhadap perubahan

temperatur. Sehingga performance kurang baik.

Pemeriksaan lab. Dilakukan dengan mengukur jarak terpanjang yang dapat

ditarik antara 2 cetakan yang berisi bitumen keras sebelum putus, pada suhu

dan kecepatan tarik tertentu.

7. Berat jenis

Berat jenis aspal adalah perbandingan antara berat aspal dan berat air suling

dengan isi yang sama pada suhu tertentu 25 atau 15,6°C. Berat jenis aspal

diperlukan dalam perhitungan analisa campuran. Berat jenis ditentukan

dengan rumus:

Berat jenis aspal = (C - A)

(B-A)-(D-C)

dimana:

A = Berat piknometer-penutup C = Berat piknorneter berisi aspal

B = Berat pikometer terisi air D = Berat piknometer berisi aspal dan

air

8. Viscositas

Pemeriksaan ini bertujuan untuk memeriksa kekentalan aspal yang dilakukan

pada temperatur 60°C, sebagai temperatur maksimum p erkerasan selama

masa layan dan 135°C yang merupakan suhu umumnya pr oses

pencampuran dan penyemprotan dilakukan.

Viskositas kinematik adalah waktu yang dibutuhkan larutan dengan isi

tertentu mengalir, dalam kapiler di dalam viskometer kapiler padã suhu

tertentu atau faktor kalibrasi viskometer. Atau dengan rumus

Viskositas Kinematik = t. C centistokes.

modul 3 perkerasan jalan

Documents