90

pa itu polymer modified asphalt?Polymer modified asphalt (PMA) ialah sejenis asphalt di mana aggregate dibancuh dengan bitumen berkualiti tinggi, polymer modified bitumen (PMB), yang mencapai gred PG 76. PMB dihasilkan dengan membancuh polymer sintetik dengan bitumen. Pelbagai gredan aggregate boleh digunakan bagi menghasilkan PMA, seperti AC 10, AC 14, AC 28 dan sebagainya.

pakah jenis polymer yang boleh digunakan? Polymer yang boleh digunakan adalah dari jenis plastomer, seperti low-density polyethylene (LDPE) dan ethylene vinyl acetate (EVA), atau dari jenis elastomer, seperti styrene butadiene styrene (SBS) dan styrene butadiene rubber (SBR), atau kombinasi kedua-duanya.

i manakah spesifikasi PMA boleh dirujuk?a. JKR/SPJ/2008-S4, Standard Specification for Road Works, Section 4: Flexible

Pavement (Section 4.11).b. REAM-SP 4/2008, Specification for Polymer Modified Asphaltic Concrete.

i manakah PMA sesuai digunakan?Oleh kerana ia melibatkan kos yang lebih tinggi berbanding penggunaan asphalt konvensional, PMA seharusnya digunakan di lokasi yang sesuai sahaja.

Lokasi yang sesuai adalah seperti di kawasan yang mengalami high stress seperti di lorong mendaki, persimpangan utama atau di lokasi yang terdapat beban gandar tinggi.

Namun begitu, PMA boleh dipertimbangkan sebagai satu kaedah pilihan untuk memanjangkan jangka hayat atau meningkatkan daya tahan lapisan permukaan jalan di mana-mana lokasi.

pakah kelebihan PMA?a. Meningkatkan rintangan terhadap rutting.b. Meningkatkan rintangan terhadap fatigue cracking.c. Meningkatkan rintangan terhadap keretakan disebabkan pengerasan bitumen. d. Meningkatkan rintangan terhadap stripping.e. Meningkatkan ikatan antara bitumen dan aggregate.

Polymer Modified Asphalt

Aggregate. Bitumen. Polymer sintetik.

91

pakah kelemahan PMA?a. Kos yang diperlukan adalah mahal iaitu RM874.10/m3 (PMA 14) berbanding kos

asphalt konvensional iaitu RM597.60/m3 (AC 14). Ini adalah kerana PMA perlu dibancuh, diturap dan digelek pada suhu yang lebih tinggi, di samping kos bahan polymer dan pembancuhan polymer ke dalam bitumen.

b. Memerlukan tangki bitumen khas dilengkapi dengan pembancuh (stirrer) untuk membancuh bitumen dengan polymer di kuari.

pakah bahan yang diperlukan untuk PMA?a. Aggregate dan mineral filler mengikut envelop gredan sama seperti asphalt

konvensional (AC 10, AC 14 atau AC 28) berpandukan Jadual 4.11.1 JKR/SPJ/2008; dan

b. Polymer modified bitumen (PMB) mengikut Klausa 4.11.2 (b), JKR/SPJ/2008 dan memenuhi kehendak Jadual 4.11.2 JKR/SPJ/2008.

Test Requirement Test Specification

PMB prior to Rolling Thin Film Oven Test (RTFOT)

Viscosity, max. 3 Pa.s, test temperature ºC.135

(see note 1)ASTM 4402

Dynamic shear, G*/sin δ min. 1.00 kPa, 10 rad/s, test temperature ºC.

76 AASHTO 315

Penetration, 100 g, 5 s, 25 oC, 0.1 mm.Report

(see note 2)ASTM D 5

Ring & ball softening point, min. ºC. 60 ASTM D 36

Flash point, min. ºC. 230 AASHTO T 48

Moisture sensitivity test, min. % 80 AASHTO T 283

PMB after RTFOT (AASHTO T 240 or ASTM D 2872)

Mass loss, max. % 1.00AASHTO T 240 or

ASTM D 2872)

Dynamic shear, G*/sin δ min. 2.20 kPa, 10 rad/s, test temperature oC.

76 AASHTO T 315

Note 1: The requirement shall be waived at the discretion of the S.O. if the supplier warrants that the polymer modified binder can be adequately pumped and mixed at the temperatures that meet all applicable safety standards.

Note 2: The penetration value shall be taken as reference for consistency check on the production.

Jadual 4.11.2: Properties of polymer modified bitumen.

92

pakah yang dimaksudkan dengan PMB?PMB dihasilkan dengan membancuh bitumen dengan sedikit polymer sintetik. Proses pembancuhan boleh dilakukan di kuari dalam tangki yang dilengkapi dengan pembancuh (stirrer) atau diperolehi terus dari pembekal.

pa itu polymer?Polymer adalah molekul yang besar hasil cantuman rantaian molekul-molekul kecil. Terdapat 2 jenis polymer iaitu;a. Polymer yang terbentuk secara semula jadi. Contohnya bahan organik seperti

getah, berlian dan sulfur.b. Polymer sintetik yang dihasilkan melalui proses kimia bagi mencantumkan

molekul-molekul tertentu di mana proses cantuman ini tidak akan terhasil secara semula jadi. Polymer sintetik boleh dibahagikan kepada 2 jenis;• Plastomer Contoh: Low-density polyethylene (LDPE), ethylene vinyl acetate (EVA) dan

ethylene methacrylate (EMA).• Elastomer Contoh: Styrene butadiene styrene (SBS), styrene butadiene rubber (SBR).

Polymer sintetik. Serbuk getah tayar lama.

pakah kelebihan PMB?a. Lebih likat.

• Rintangan lebih baik ke atas rutting.• Balutan bitumen ke atas aggregate lebih tebal.• Lebih lama untuk menjadi rapuh melalui pengoksidaan.• Daya tahan (durability) lebih baik.

b. Lebih elastik.• Rintangan lebih baik ke atas keretakan.

c. Lebih kuat melekat pada batu.• Rintangan lebih baik ke atas stripping.

93

agaimanakah cara membancuh PMB?Semasa di loji, polymer dibancuh dengan bitumen terlebih dahulu sebelum dicampurkan bersama aggregate. Proses pembancuhan kebiasaannya menggunakan sistem high shear blending, di mana PMB boleh dihasilkan di kuari ataupun PMB diperolehi terus dari pembekal.

Walaupun PMB dapat diperolehi terus dari pembekal, tangki bancuhan yang dilengkapi dengan mechanical stirrer (pembancuh mekanikal) perlu juga disediakan di kuari. Proses pembancuhan yang berterusan semasa simpanan bagi jangka masa yang panjang (> 48 jam) adalah perlu untuk mengelak polymer dari terapung di permukaan bitumen. Tempoh simpanan yang lama mungkin berlaku sekiranya kuari rosak, jentera penurapan seperti paver dan roller rosak, atau cuaca hujan.

Sistem tangki bancuhan PMB.

Polymer (serbuk getah diproses dari tayar lama) dimasukkan ke dalam tangki bancuhan.

Kipas pembancuh dalam tangki bancuhan PMB.

94

Bagi ujian elastic modulus, asphalt konvensional kebiasaannya hanya mencapai 2000 MPa tetapi PMA boleh mencapai lebih dari 3000 MPa.

Bagi ujian Marshall pula, nilai stability yang ditetapkan dalam JKR/SPJ/2008 bagi PMA adalah tidak kurang dari 13000 N berbanding hanya 8000 N bagi asphalt konvensional.

Asphalt konvensional PMA(dengan 6% polymer)

Suhu bancuhan 155 ºC 170 ºC

Suhu gelekan 130 ºC 145 ºC

Asphalt konvensional PMA

Elastic modulus > 2000 MPa > 3000 MPa

Marshall stability > 8000 N > 13000 N

pakah perbezaan dalam penyediaan dan penurapan PMA dengan asphalt konvensional?Secara amnya, proses penyediaan di kuari dan pembinaan di tapak untuk PMA adalah sama dengan asphalt konvensional melainkan dengan keperluan tangki bancuhan PMB dan perbezaan dari segi suhu.

Suhu bancuhan, hamparan dan gelekan adalah lebih tinggi untuk PMA berbanding dengan asphalt konvensional.

pakah perbezaan prestasi antara PMA dengan asphalt konvensional?Antara ujian dalam membuat perbandingan dari segi kekuatan antara asphalt konvensional dan PMA adalah seperti di bawah;

Suhu bancuhan lebih tinggi untuk PMA.

Sekiranya PMA digunakan dengan polymer, sebagai contoh, Cariflex TR 1101, naikkan suhu 2.5 oC bagi setiap 1% campuran polymer pada bitumen. Sekiranya 6% polymer digunakan, perbandingan suhu adalah seperti jadual di bawah;

95

Ujian elastic modulus.

pakah tujuan ujian wheel tracking?Ujian wheel tracking yang dijalankan bagi tempoh 1 - 2 jam, akan memberi indikasi dengan cepat bahawa PMA memiliki rintangan terhadap rutting yang lebih tinggi dari asphalt konvensional.

Hasil ujian wheel tracking ke atas asphalt konvensional (kiri) dan PMA (kanan).

Hasil pemantauan rut depth di tapak kajian di lorong mendaki di lebuhraya Kuala Lumpur – Karak pada tahun 1988 – 1993 menunjukkan kadar pembentukan rutting di permukaan jalan yang diturap dengan PMA adalah jauh lebih perlahan berbanding asphalt konvensional.

Polymer modifiedasphalt (PMA)

Asphaltkonvensional