unud-296-42715580-tesis analisis karakteristik dan peningkatan kekuatan caed

ii

ANALISIS KARAKTERISTIK DAN PENINGKATAN

STABILITAS CAMPURAN ASPAL EMULSI DINGIN

(CAED)

Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister

Dalam Program Magister, Program Studi Teknik Sipil

Program Pascasarjana Universitas Udayana

I WAYAN MULIAWAN

NIM 0891561017

PROGRAM MAGISTER

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR

2011

iv

Lembar Penetapan Panitia Penguji Tesis

TESIS INI TELAH DIUJI

PADA TANGGAL 9 AGUSTUS 2011

Panitia Penguji Tesis Berdasarkan Surat Keputusan Rektor Universitas

Udayana

Nomor : 1394/UN.14.4/HK/2011 Tanggal : 3 Agustus 2011

Ketua : Ir. I Nyoman Arya Thanaya,ME, Ph.D

Anggota :

1. Dewa Made Priyantha Wedagama,ST, MT, MSc, Ph.D 2. Ir. I Gusti Putu Suparsa, MT 3. Ir. I Nyoman Widana Negara, MSc. 4. I Putu Alit Suthanaya,ST, MEngSc, Ph.D

v

UCAPAN TERIMA KASIH

Pertama-tama perkenankanlah penulis memanjatkan puji syukur kehadapan

Ida Sang Hyang Widhi/Tuhan Yang Maha Esa, bahwa atas asung kertha wara

nugraha-Nya, tesis ini dapat diselesaikan.

Pada kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih

yang sebesar-besarnya kepada Ir. I Nyoman Arya Thanaya, ME, Ph.D selaku

Pembimbing I dan Dewa Made Priyantha Wedagama,ST, MT, M.Sc, Ph.D selaku

Pembimbing II yang dengan penuh perhatian dan kesabaran telah memberikan

dorongan, semangat, bimbingan, dan saran kepada penulis dalam penyelesaian

tesis ini.

Ucapan yang sama juga ditujukan kepada Rektor Universitas Udayana

Prof. Dr. dr. Made Bakta, Sp.PD (KHOM) atas kesempatan dan fasilitas yang

diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program

Magister di Universitas Udayana. Ucapan terima kasih ini juga ditujukan kepada

Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana yang dijabat oleh Prof. Dr. dr.

A.A.Raka Sudewi,Sp.S(K) dan Ketua Program Studi Magistter Teknik Sipil Prof.

Dr. Ir. I Made Alit Karyawan Salain, DEA atas kesempatan yang diberikan kepada

penulis untuk menjadi mahasiswa Magister pada Program Pascasarjana Universitas

Udayana. Tidak lupa pula penulis ucapkan terima kasih kepada Koordinator

Kopertis Wilayah VIII Prof. Dr. Ir. I Nyoman Sucipta, MP, Rektor Universitas

Warmadewa Denpasar Prof. Dr. I Made Sukarsa, SE, MS dan Dekan Fakultas

Teknik Univeritas Warmadewa Denpasar Ir. I Gst. Made S. Diarsa, MT atas ijin

vi

yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti pendidikan Program Magister pada

Program Pascasarjana Universitas Udayana.

Ungkapan terima kasih penulis sampaikan kepada para penguji tesis, yaitu

Ir. I Gusti Putu Suparsa, MT, Ir. I Nyoman Widana Negara, MSc, dan I Putu Alit

Suthanaya, ST, MEngSc, Ph.D yang telah memberikan masukan, saran, sanggahan,

dan koreksi sehingga tesis ini dapat terwujud. Penulis juga mengucapkan terima

kasih yang sebesar-besarnya kepada Pemerintah Republik Indonesia c.q. Menteri

Pendidikan Nasional melalui Tim Managemen Doktor yang telah memberikan

bantuan finansial dalam bentuk BPPS sehingga meringankan beban penulis dalam

menyelesaikan studi ini.

Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih yang tulus

disertai penghargaan kepada para dosen dan pegawai yang telah membantu dan

membimbing penulis selama mengikuti pendidikan di Program Studi Magister

Teknik Sipil. Juga penulis ucapkan terima kasih kepada Kepala Dinas Pekerjaan

Umum Propinsi Bali Ir. Dewa Putu Puniasa, MT, Kepala UPT Ubung Ir. Putu

Susrama beserta staff atas ijin pemakaian Laboratorium dalam penelitian penulis.

Tidak lupa pula ucapan terima kasih ini penulis sampaikan kepada Ir. Gst. Nyoman

Putra Wijaya, MT beserta staff Sarana Beton Perkasa di Desa Saba Gianyar atas

bantuannya menyiapkan bahan agregat, Nusakti Yasa Wedha, ST, MT yang

membantu pengadaan bahan Aspal Emulsi Produksi PT. Triasindomix, Ir. A.A.

Gede Sumanjaya,MT yang telah memberikan dorongan semangat, serta mahasiswa

Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Unwar atas bantuannya dalam penelitian di

Laboratorium Ubung.

vii

Akhirnya penulis sampaikan terima kasih kepada istri tercinta Drh. Mippy

Sadarukmi Winten, serta anak-anak Wayan Angga Kesuma Muliawan, Made Sani

Damayanthi Muliawan tersayang, yang dengan penuh pengorbanan telah

memberikan penulis dorongan semangat dalam menyelesaikan tesis ini.

Semoga Ida Sang Hyang Widhi Wasa senantiasa melimpahkan karunia-

Nya kepada semua pihak yang telah membantu pelaksanaan dan penyelesaian tesis

ini. Penulis sadar bahwa tesis ini masih jauh dari sempurna, karena keterbatasan

diri penulis. Akhir kata, semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi pemegang

keputusan dalam pembangunan pada waktu yang akan datang.

Denpasar, 9 Agustus 2011

Penulis,

viii

ABSTRAK

Penelitian tentang penggunaan Campuran Aspal Emulsi Dingin (CAED) di

Indonesia dan di Bali masih sangat kurang. Hal ini dapat diketahui masih

sedikitnya peneliti yang mengadakan penelitian dengan bahan aspal emulsi.

Penelitian ini bertujuan untuk menentukan Kadar Aspal Residu Optimum

Campuran Aspal Emulsi Dingin (CAED) dengan mempergunakan agregat lokal

dari wilayah Gesing Selat Karangasem dan Karakteristiknya serta menganalisis

peningkatan stabilitas (kekuatan) Campuran Aspal Emulsi Dingin tanpa

penambahan semen maupun dengan penambahan 2 % semen sesuai spesifikasi

Bina Marga.

Campuran Aspal Emulsi Dingin mempergunakan proporsi agregat

bergradasi rapat dengan variasi kadar aspal residu 6,0 %, 6,5%, 7%, 7,5%,dan 8% .

Variasi penambahan semen dilakukan setelah Kadar Aspal Residu Optimum

ditetapkan, tanpa semen dan dengan 2 % semen dikondisikan dalam suhu ruang

dan full curing. Proses pembuatan Campuran Aspal Emulsi Dingin dimulai dari

persiapan bahan, mengayak bahan, menguji karakteristik agregat, mengestimasi

Kadar Aspal Emulsi awal, pembuatan proporsi campuran, tes penyelimutan,

penentuan enersi pemadatan, penentuan Kadar Aspal Residu Optimum (KARO),

pengujian campuran untuk variasi penambahan semen (0 % dan 2 %), waktu

curing 3, 6, 9, dan 12 hari dan full curing. Uji statistik dilakukan hanya pada

peningkatan stabilitas terhadap variasi penambahan 2 % semen dan tanpa

penambahan semen.

Hasil penelitian seperti berikut: enersi pemadatan 2x75 tumbukan, kadar air

untuk penyelimutan 5 %, Kadar Aspal Emulsi Residu Optimum sebesar 7 % yang

memberikan nilai stabilitas 446 kg, porositas (VIM) 8,06 %, penyerapan air 2,22

%, TFA 19,87 m, VMA 26,29 % ,VFB 69,513 %,dan kelelehan 4,5 mm.

Dari perbandingan nilai rata-rata, standar deviasi dan nilai t untuk kategori

perbandingan lama waktu curing dari 3 hari ke 6 hari memberikan hasil yang

terbaik terhadap peningkatan stabilitas CAED tanpa penambahan semen dan

penambahan 2 % semen. Sementara untuk perbandingan stabilitas tanpa

penambahan semen dan penambahan 2 % semen untuk waktu curing yang sama,

stabilitas CAED yang terbaik terdapat pada waktu curing 12 hari.

Kata Kunci: campuran dingin, aspal emulsi, stabilitas, porositas, semen

ix

ABSTRACT

Research on the use of Cold Asphalt Emulsion Mixture (CAEM) in

Indonesia and Bali is still limited. This is known due to the fact that only few

researchers conduct research utilizing asphalt emulsion. This research aims at

determining the Optimum Residual Asphalt (ORAC) and the characteristics of the

mixture at its ORAC, and to analyze the increase of stability (strength) of the

CAEM using local aggregates from Gesing Selat of region Karangasem without

cement and with 2 % added cement, in line with Bina Marga specifications.

The CAEM investigated use proportioned dense grade aggregate, with

variation of residual asphalt content at 6.0 %, 6.5%, 7%, 7.5%, and 8%. Variations

of addition of cements was carried out after the determination of ORAC i.e.

without added cement and with 2 % added cement. The samples were conditioned

at room temperature and at full curing condition. The production of CAEM was

started from preparation, sieving material, testing of aggregate properties,

estimating initial asphalt emulsion content, preparing proportion of mixture,

coating test, determination of compaction effort, determination of ORAC, testing

of samples without and with 2 % added cement, cured at 3, 6, 9 and 12 days, and at

full curing condition. Statistical analysis was done on the increase of stability

without and with 2 % added cement.

The investigation give the following results: compaction energy of 2x75

blows, 5 % water content for the coating test, ORAC of 7 % gives: 446 kg

Stability, 8.06% Void in Mixture (VIM), 2.22% Water Absorption, 19.87 m Asphalt Film Thickness, 26.29% Void in Mineral Aggregate, 69.513% Void Filled

with Bitumen, 4.5 mm Flow, and 92,53% Retained Stability.

Having compared mean, standard deviation and t values, 3 to 6 days of

curing time produced the best increase toward CAEM stability including with and

without 2 % added cement. Meanwhile, for a comparison between with and

without 2 % added cement, 12 days of curing time would be the best for CAEM

stability.

Keywords: Cold mixed, asphalt emulsion, stability, porosity, cement

x

DAFTAR ISI

Halaman

SAMPUL DALAM ................................................................................................. i

PRASYARAT GELAR .......................................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................... iii

PENETAPAN PANITIA PENGUJI ....................................................................... iv

UCAPAN TERIMA KASIH................................................................................... v

ABSTRAK .............................................................................................................. viii

ABSTRACT ............................................................................................................ ix

DAFTAR ISI ........................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. xiv

DAFTAR TABEL ................................................................................................... xvi

DAFTAR ISTILAH ................................................................................................xxiii

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... xxv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................... 6 1.3 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 6 1.4 Manfaat Penelitian .................................................................................... 7 1.5 Batasan Masalah dan Ruang Lingkup....................................................... 7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Campuran Aspal Emulsi Dingin (CAED)................................................. 9 2.2 Bahan Perkerasan Campuran Aspal Emulsi Dingin (CAED) .................. 10

2.3 Agregat ....................................................................................................... 10

2.3.1. Klasifikasi Agregat Berdasarkan Proses Terjadinya .................. 11

2.3.2. Klasifikasi Agregat Berdasarkan Proses Pengolahannya ............ 12

2.3.3. Klasifikasi Agregat Berdasarkan Ukuran Butirnya ................... 13

2.4 Sifat Agregat ............................................................................................. 14

2.5 Pencampuran Agregat dan Proporsi Agregat ............................................ 20

2.6 Aspal ......................................................................................................... 21

2.6.1 Jenis Aspal ................................................................................. 21

xi

2.6.2 Pengujian Aspal Cair ................................................................. 31

2.6.3 Sifat Aspal .................................................................................. 32

2.7 Prosedur Desain Campuran Aspal Dingin(CAED)................................... 33

2.7.1 Penentuan Gradasi Agregat dan Proporsi Agregat .................... 33

2.7.2. Estimasi Kadar Aspal Emulsi Awal ........................................... 34

2.7.3 Tes Penyelimutan (Coating Test)............................................... 34

2.7.4 Penyiapan Campuran dan Penentuan Enersi Pemadatan ........... 35

2.7.5 Variasi Kadar Aspal Residu ....................................................... 38

2.7.6 Curing Spesimen ........................................................................ 38

2.7.7 Pengujian Modifikasi Marshall .................................................. 39

2.7.8 Penentuan Kadar Aspal Residu Optimum ................................. 39

2.7.9 Perhitungan Tebal Film Aspal (Bitumen Film Thicknees) ......... 40

2.7.10 Penentuan Stabilitas Sisa (Retained Stability) ........................... 40

2.7.11 Kekuatan Ultimit CAED ............................................................ 40

2.8 Gradasi Campuran Emulsi Bergradasi Rapat (CEBR) ............................. 40

2.9 Gradasi OGEM (Open Graded Emulsion Mixtures) ................................ 42

2.10 Kajian Terhadap Spesifikasi CAED Lain ................................................. 43

2.11 Kinerja CAED ........................................................................................... 44

2.12 Statistik Inferensi Uji T ............................................................................. 47

2.12.1 Uji Hipotesis .............................................................................. 49

2.12.2 Paired Sample t-Test ................................................................. 50

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Lokasi Penelitian ....................................................................................... 51 3.2 Bahan dan Alat .......................................................................................... 51

3.2.1 Bahan ......................................................................................... 51

3.2.2 Alat ............................................................................................. 51

3.3 Langkah-Langkah Penelitian .................................................................... 52 3.4 Metode Curing di Dalam Ruang .............................................................. 54 3.5 Pengujian Laboratorium............................................................................ 54

3.5.1 Analisis Saringan Agregat Kasar, Agregat Halus, dan Filler ... 55

3.5.2 Pemeriksaan Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Kasar .......... 56

3.5.3 Pemeriksaan Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Halus .......... 58

3.5.4 Pemeriksaan Berat Jenis Filler ................................................... 61

xii

3.5.5 Pemeriksaan Keausan Agregat (Abrasi) .................................... 62

3.5.6 Pemeriksaan Keawetan (Soundness Test) .................................. 63

3.5.7 Pemeriksaan Kadar Lumpur/Lempung ...................................... 65

3.5.8 Pemeriksaan Kebersihan Agregat Halus (Sand Equivalent) ...... 66

3.5.9 Pemeriksaan Kadar Aspal Residu .............................................. 67

3.6 Pemilihan Gradasi dan Proporsi Campuran Agregat DGEM

Type V .......................................................................................... 67

3.7 Perhitungan Kebutuhan Aspal Emulsi ..................................................... 68

3.8 Tes Penyelimutan (Coating Test)............................................... 69

3.9 Perhitungan Kebutuhan Aspal .................................................. 69

3.10 Pemeriksaan Campuran Aspal Emulsi Dingin dengan Metode

Modifikasi Marshall ................................................................................. 70

3.10.1 Pembuatan Benda Uji Campuran Aspal Emulsi Dingin ............ 70

3.10.2 Pengujian Campuran Aspal Emulsi Dingin dengan Metode

Modifikasi Marshall .................................................................. 72

3.11 Uji Statistik dengan Paired Sample t-Test ............................................... 74

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pemeriksaan Agregat ................................................................................ 78

4.1.1 Pengayakan Agregat .................................................................. 78

4.1.2 Berat Jenis Agregat .................................................................... 78

4.1.3 Penyerapan Agregat ................................................................... 79

4.1.4 Keausan Agregat ........................................................................ 79

4.1.5 Kebersihan Agregat Halus (Sand Equivalent) ........................... 79

4.1.6 Tes Keawetan Agregat Kasar (Soundness Test) ........................ 80

4.1.7 Kadar Lumpur/Lempung ........................................................... 80

4.2 Proporsi Agregat ....................................................................................... 81

4.3 Hasil Pengujian Aspal Emulsi Jenis CSS-1h ............................................ 82

4.4 Estimasi Kadar Aspal Emulsi ................................................................... 82

4.5 Test Penyelimutan(Coating Test) ............................................................. 83

4.6 Menentukan Enersi Pemadatan ................................................................. 84

4.7 Menentukan Kadar Aspal Emulsi Optimum(KARO) ............................... 85

4.8 Stabilitas Kering dan Stabilitas Sisa ......................................................... 94

xiii

4.9 Variasi Kadar Semen ................................................................................ 95

4.9.1 Hasil Uji Paired Samples t ............................................................. 97

4.10 Pengujian dalam Kondisi Full Curing ......................................................102

BAB V SIMPULAN DAN SARAN

5.1 Simpulan ...................................................................................................105

5.2 Saran .........................................................................................................106

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................107

LAMPIRAN...........................................................................................................109

xiv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Pertimbangan Volume Pori Agregat Untuk Penentuan SG ............ 18

Gambar 2.2 Mekanisme Penggabungan dan Pelekatan Aspal Emulsi ke

Permukaan Agregat ......................................................................... 26

Gambar 2.3 Ilustrasi Skematis Potensi Zeta ......................................................... 29

Gambar 2.4 Contoh Penentuan KARO ................................................................. 39

Gambar 2.5 Peningkatan Kekuatan CAED ........................................................... 44

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian .................................................................... 53

Gambar 3.2 Curing di Dalam Ruang .................................................................... 54

Gambar 4.1 Hasil Penyelimutan dengan Kadar Air 2%,3%,4%,5%,dan 6 % ...... 84

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Antara Kadar Aspal Residu dengan Stabilitas ..... 86

Gambar 4.3 Grafik Hubungan Antara Kadar Aspal Residu dengan Densitas ...... 87

Gambar 4.4 Grafik Hubungan Antara Kadar Aspal Residu dengan Porositas ..... 88

Gambar 4.5 Grafik Hubungan Antara Kadar Aspal Residu dengan VMA ........... 89

Gambar 4.6 Grafik Hubungan Antara Kadar Aspal Residu dengan VFB ............ 90

Gambar 4.7 Grafik Hubungan Antara Kadar Aspal Residu dengan

Penyerapan Air ................................................................................. 91

Gambar 4.8 Grafik Hubungan Antara Kadar Aspal Residu dengan TFA ............ 92

Gambar 4.9 Grafik Hubungan Antara Kadar Aspal Residu dengan Kelelehan .... 93

Gambar 4.10 Penentuan Kadar Aspal Residu Optimum (KARO) ........................ 94

Gambar 4.11 Peningkatan Nilai Stabilitas Marshall Tanpa Penambahan Semen

dan dengan Penambahan 2 % Semen sesuai Waktu Curing ........... 96

Gambar H.1 Saringan yang Dipakai untuk Menentukan Gradasi Agregat ...........177

Gambar H.2 Agregat Digoreng untuk Mempermudah Pengayakan .....................177

Gambar H.3 Hasil Ayakan Agregat yang Tertahan di Atas Ayakan No.4 ...........178

Gambar H.4 Hasil Ayakan Agregat yang Tertahan di Atas Ayakan No.8 ...........178

Gambar H.5 Aspal Emulsi Baru Dituangkan dari Drum dan Sudah Diaduk

di dalam Jerigen ..............................................................................179

Gambar H.6 Aspal Emulsi Setelah Diaduk Merata, Tidak Ada yang

Menggumpal ...................................................................................179

xv

Gambar H.7 Agregat Kasar,Agregat Halus dan Abu Batu Dioven pada Suhu

100oC selama 24 Jam Sebelum Dicampur ......................................180

Gambar H.8 Persiapan Bahan Sesui Ukuran Sebelum Ditimbang Sesuai

Proporsinya .....................................................................................180

Gambar H.9 Hasil Tes Penyelimutan Aspal dengan Kadar Air 2,3,4,

5,6 % dan Kadar Aspal esidu Awal 7 % Total Campuran ..............181

Gambar H.10 Alat untuk Memadatkan Sampel dengan Jumlah Tumbukan

2x50, 2x75, dan 2x2x75 ...............................................................181

Gambar H.11 Sampel Dicuring di dalam Cetakan Ditempatkan diatas Pasir

dalam Ruangan pada Suhu Ruangan (+ 28oC) ...............................182

Gambar H.12 Sampel Siap Dikeluarkan dengan Alat Extruder ...........................182

Gambar H.13 Sampel Setelah Dikeluarkan dari Cetakan dan Dicuring

Dalam Ruangan pada Suhu Ruangan (+ 28oC) ............................183

Gambar H.14 Pengukuran Tinggi Sampel untuk Menentukan Volumenya .........183

Gambar H.15 Sampel Direndam Setengah Bagian Selama 24 Jam dan Dibalik

Lalu Direndam Selama 24 Jam .....................................................184

Gambar H.16 Sampel Direndam Dalam Air Bath Selama 30 40 Menit

pada Suhu 60oC .............................................................................184

Gambar H.17 Pengujian Nilai Stabilitas Marshal dan Kelelehan (Flow)

Sampel ...........................................................................................185

xvi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Spesifikasi Aspal Emulsi ..................................................................... 30

Tabel 2.2 Penggunaan Aspal Emulsi ................................................................... 31

Tabel 2.3 Gradasi CEBR (Campuran Emulsi Bergradasi Rapat) ........................ 41

Tabel 2.4 Persyaratan Sifat Campuran CEBR ................................................... 42

Tabel 2.5 Gradasi OGEM (Open Graded Emulsion Mixtures) .......................... 43

Tabel 2.6 Data Spesifikasi CAED ..................................................................... 43

Tabel 4.1 Rekapitulasi Hasil Pemeriksaan Agregat ........................................... 81

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Contoh Aspal Emulsi Jenis CSS-1h ........................ 82

Tabel 4.3 Stabilitas Marshal Rendaman dan Porositas Terhadap Enersi

Pemadatan .......................................................................................... 84

Tabel 4.4 Nilai Karakteristik Campuran Aspal Emulsi Dingin ......................... 93

Tabel 4.5 Prosentase Peningkatan Kekuatan CAED Sesuai Waktu Curing ....... 96

Tabel 4.6 Paired Sample Test (Waktu Curing 3 ke 6 Hari) ................................ 98

Tabel 4.7 Paired Sample Test (Waktu Curing 6 ke 9 Hari) ................................ 99

Tabel 4.8 Paired Sample Test (Waktu Curing 9 ke 12 Hari) ..............................100

Tabel 4.9 Paired Sample Test (Waktu Curing 3 Hari) .......................................100



Tabel 4.12 Paired Sample Test (Waktu Curing 12 Hari) .....................................102

Tabel 4.13 Nilai Stabilitas CAED dalam Kondisi Full Curing Tanpa

Penambahan Semen (0 %) dan Penambahan 2 % Semen ..................103

Tabel A.1 Pengujian Berat Jenis dan Peresapan Agregat Kasar .........................111

Tabel A.2 Pengujian Berat Jenis dan Peresapan Agregat Halus .........................112

Tabel A.3 Pengujian Berat Jenis dan Peresapan Abu Batu (Filler) ....................113

Tabel A.4 Pemeriksaan Keausan Agregat Kasar/Batu Pecah Asal

Daerah Gesing Karangasem ...............................................................114

Tabel A.5 Pemeriksaan Sand Equivalent Agregat Halus ....................................115

Tabel A.6 Pemeriksaan Kadar Lumpur dan Lempung Agregat Kasar ...............116

Tabel A.7 Pemeriksaan Soundness Agregat Kasar Eks Daerah Gesing

xvii

Karangasem........................................................................................117

Tabel B.1 Proporsi Campuran dengan Kadar Air 2 % dan Kadar Aspal

Residu Awal 7 % Terhadap Total Campuran (500gram) untuk

Sampel Penyelimutan.........................................................................118













Tabel C.1 Proporsi Campuran dengan Kadar Air 5 % dan Kadar Aspal

Residu Awal 7 % Terhadap Total Campuran (1200 gram) untuk

Menentukan Enersi Pemadatan ..........................................................121

Tabel C.2 Hasil Pengukuran dan Penimbangan Sampel untuk Enersi

Pemadatan 2x50 .................................................................................122


Pemadatan 2x75 .................................................................................122


Pemadatan 2x2x75 .............................................................................122

Tabel C.5 Perhitungan Berat Jenis CAED dengan Kadar spal Residu 7 %

terhadap Total Campuran ...................................................................123

Tabel C.6 Hasil Pemeriksaan Kadar Air CAED pada Saat Testing ...................124

Tabel C.7 Hasil Pemeriksaan Stabilitas Marshall Rendaman

dengan Enersi Pemadatan 2x50 .........................................................125



xviii


dengan Enersi Pemadatan 2x2x75 .....................................................125

Tabel C.10 Hasil Perhitungan Densitas, Porositas, dan Penyerapan Air





dengan Enersi Pemadatan 2x2x75 .....................................................126

Tabel D.1 Proporsi Campuran dengan Kadar Air 5 % dan Kadar Aspal

Residu Awal 6 % Terhadap Total Campuran (1150 gram) ...............127


Residu Awal 6,5 % Terhadap Total Campuran (1150 gram) ............127




Residu Awal 7,5 % Terhadap Total Campuran (1150 gram) ............128



Tabel D.6 Hasil Pengukuran dan Penimbangan CAED untuk Menentukan

Kadar Aspal Residu Optimum (KARO) ............................................130

Tabel D.7 Hasil Perhitungan Stabilitas Marshall CAED untuk Menentukan

KARO ................................................................................................131

Tabel D.8 Hubungan Kadar Aspal Residu dan Stabilitas untuk Membuat

Grafik .................................................................................................132

Tabel D.9 Hubungan Kadar Aspal Residu dan Flow untuk Membuat Grafik ....133

Tabel D.10 Hasil Pemeriksaan Kadar Air CAED pada Saat Testing ...................134

Tabel D.11 Hubungan Kadar Aspal Residu dengan Kadar Air pada Saat

Testing untuk Membuat Grafik ..........................................................135

Tabel D.12 Hasil Perhitungan SGmix untuk Kadar Aspal Residu 6 % ................136

Tabel D.13 Hasil Perhitungan SGmix untuk Kadar Aspal Residu 6,5 % .............136


Tabel D.15 Hasil Perhitungan SGmix untuk Kadar Aspal Residu 7,5 % .............137

xix


Tabel D.17 Hasil Perhitungan SGagg untuk Kadar Aspal Residu 6 % ................137

Tabel D.18 Hasil Perhitungan SGagg untuk Kadar Aspal Residu 6,5 % .............138


Tabel D.20 Hasil Perhitungan SGagg untuk Kadar Aspal Residu 7,5 % .............139


Tabel D.22 Specific Grafity of Cationic Slow Setting (CSS-1h/H-60) .................140

Tabel D.23 Hasil Perhitungan Densitas,Porositas,dan Penyerapan Air CAED

untuk Kadar Aspal Residu 6 % ..........................................................141


untuk Kadar Aspal Residu 6,5 % .......................................................141




untuk Kadar Aspal Residu 7,5 % .......................................................142



Tabel D.28 Hubungan Kadar Aspal Residu dengan Densitas(Kepadatan)

untuk Membuat Grafik .......................................................................144

Tabel D.29 Hubungan Kadar Aspal Residu dengan Porositas untuk Membuat

Grafik .................................................................................................145

Tabel D.30 Hubungan Kadar Aspal Residu dengan Penyerapan Air untuk

Membuat Grafik .................................................................................146

Tabel D.31 Hasil Perhitungan Volumetrik pada Kadar Aspal Residu 6 %

untuk Menentukan VMA dan VFB CAED ........................................147

Tabel D.32 Hasil Perhitungan Volumetrik pada Kadar Aspal Residu 6,5 %




Tabel D.34 Hasil Perhitungan Volumetrik pada Kadar Aspal Residu 7,5 %


xx



Tabel D.36 Hubungan Kadar Aspal Residu dengan Void in Mineral Aggregate

untuk Menentukan Grafik .................................................................150

Tabel D.37 Hubungan Kadar Aspal Residu dengan Void Filled Bitumen

untuk Menentukan Grafik .................................................................151

Tabel D.38 Hasil Perhitungan Luas Permukaan Agregat .....................................152

Tabel D.39 Hasil Perhitungan Tebal Film Aspal untuk Bervariasi Kadar

Aspal Residu ......................................................................................153

Tabel E.1 Proporsi Campuran dengan Kadar Aspal Residu Optimum 7 %

dan Kadar Air 5 % Tanpa Penambahan Semen terhadap Total

Campuran (1000 gram) ......................................................................154

Tabel E.2 Proporsi Campuran dengan Kadar Aspal Residu Optimum 7 %

dan Kadar Air 5 % dengan Penambahan Semen 2 % terhadap Total

Campuran (1000 gram) ......................................................................154

Tabel E.3 Hasil Penelitian Stabilitas Marshall dan Flow Tanpa Penambahan

Semen dengan Lama Curing 3 Hari ...................................................155

Tabel E.4 Hasil Penelitian Stabilitas Marshall dan Flow pada Penambahan

Semen 2 % dengan Lama Curing 3 Hari ...........................................155




Semen 2 % dengan Lama Curing 6Hari ............................................156




Semen 2 % dengan Lama Curing 9 Hari ...........................................156


Semen dengan Lama Curing 12 Hari .................................................157


Semen 2 % dengan Lama Curing 12 Hari .........................................157

xxi

Tabel E.11 Hubungan antara Waktu Curing dengan Stabilitas Marshall

Tanpa Penambahan dan dengan Penambahan 2 % Semen ................158

Tabel E.12 Hubungan antara Waktu Curing dengan Flow Tanpa Penambahan

dan dengan Penambahan 2 % Semen.................................................159

Tabel E.13 Hasil Uji Statistik Perbandingan Stabilitas Tanpa Penambahan

Semen dan dengan Penambahan Semen 2 % pada waktu Curing

3 Hari .................................................................................................160



6 Hari .................................................................................................161



9 Hari .................................................................................................162



12 Hari ...............................................................................................163

Tabel E.17 Hasil Uji Statistik Perbandingan Peningkatan Stabilitas Tanpa

Penambahan Semen dan dengan Penambahan Semen 2 %

antara waktu Curing 3 dan 6 Hari ......................................................164



antara waktu Curing 6 dan 9 Hari ......................................................165



antara waktu Curing 9 dan 12 Hari ....................................................166

Tabel F.1 Hasil Pemeriksaan Sampel CAED Tanpa Penambahan Semen

dalam Kondisi Full Curing ................................................................167

Tabel F.2 Hasil Pemeriksaan Sampel CAED dengan Penambahan 2 % Semen

dalam Kondisi Full Curing ................................................................167

Tabel F.3 Hasil Pemeriksaan Stabilitas Marshall dan Flow dalam Kondisi

Full Curing Tanpa Penambahan Semen ............................................168

Tabel F.4 Hasil Pemeriksaan Stabilitas Marshall dan Flow dalam Kondisi

xxii

Full Curing dengan Penambahan 2 % Semen ..........................168

Tabel F.5 Kadar Air CAED Tanpa Penambahan Semen dan dengan

Penambahan 2 % Semen dalam Kondisi Full Curing ......................169

Tabel F.6 Hasil Perhitungan Densitas, Porositas, dan Penyerapan Air pada

Saat Testing CAED Tanpa Penambahan Semen dalam Kondisi

Full Curing.........................................................................................170

Tabel F.7 Hasil Perhitungan Densitas, Porositas, dan Penyerapan Air pada

Saat Testing CAED dengan Penambahan 2 % Semen dalam Kondisi

Full Curing.........................................................................................170

Tabel F.8 Hasil Perhitungan SGmix CAED pada Kadar Aspal Residu

Optimum (KARO) dengan Penambahan 2 % Semen ........................171

Tabel F.9 Hasil Perhitungan VMA dan VFB CAED Tanpa Penambahan

Semen dalam Kondisi Full Curing ....................................................172

Tabel F.10 Hasil Perhitungan VMA dan VFB CAED dengan Penambahan 2 %

Semen dalam Kondisi Full Curing ....................................................173

Tabel F.11 Ketentuan Sifat-Sifat Latasir .............................................................173

Tabel F.12 Ketentuan Sifat-Sifat Lataston ...........................................................174

Tabel F.13 Ketentuan Sifat-Sifat Laston (AC) ....................................................175

Tabel G.1 Hasil Pengukuran Sampel CAED Tanpa Penambahan Semen .........176

Tabel G.2 Hasil Pemeriksaan Stabilitas Marshall CAED Tanpa Penambahan

Semen .................................................................................................176

xxiii

DAFTAR ISTILAH

AASHTO = American Association of State Highway Transportation

Officials.

AC = Asphalt Concrete, lapisan aspal beton, Laston

Agregat = Sekumpulan butir-butir batu pecah, kerikil, pasir atau

mineral lainnya berupa hasil alam atau buatan.

Aspal = Material perekat dengan unsur utama bitumen

Aspal Emulsi = Campuran aspal denganair dan bahan pengemulsi.

ASTM = American Society for Testing and Materials.

Bahan Pengisi (Filler) = Agregat halus yang lolos saringan No.200

Bitumen = zat perekat terutama mengandung senyawa hidrokarbon

seperti aspal,tar.

CAED = Campuran Aspal Emulsi Dingin.

Curing = Pengkondisian sampel.

CRS = Cationic Rapid Setting.

CMS = Cationic Medium Setting.

CSS = Cationic Slow Setting.

Degradasi = Perubahan ukuran butiran karena adanya

penghancuran.

DGEM/CEBR = Dense Graded Emulsion Mixes / Campuran Aspal

Emulsi Bergradasi Rapat.

Flow (kelelehan) = nilai flow yang diperoleh dari pengujian Marshall.

Gradasi = distribusi partikel-partikel agregat berdasarkan ukuran

butir.

Gradasi ideal = nilai tengah dari rentang gradasi pada spesifikasi

gradasi agregat, gradasi tengah.

Hot mix = Campuran aspal panas.

HRS = Hot Rolled Sheet, Lapis tipis aspal beton, lataston

ITSM = Indirect Tensile Stiffness Modulus, kekuatan Hot mix

Kadar aspal optimum = kadar aspal tengah dari rentang kadar aspal yang

memenuhi semua sifat campuran beton aspal.

Keawetan (Durability) = kemampuan campuran beton aspal menerima repetisi

beban lalu lintas seperti berat kendaraan dan gesekan

antara roda kendaraan dan permukaan jalan, sertauntuk

xxiv

menahan pengaruh cuaca dan iklim seperti udara,air,

atau perubahan temperatur.

Kohesi = Kemampuan aspal untuk mempertahankan agregat

tetap ditempatnya setelah terjadi pengikatan.

Kelenturan = kemampuan campuran untuk mengakomodasi lendutan

permanen pada batas-batas tertentu tanpa mengalami

retak.

Latasir = Lapisan Tipis Aspal Pasir, beton aspal untuk jalan-jalan

dengan lalu lintas ringan,khususnya dimana agregat

kasar tidak atau sulit diperoleh.

Lataston = Lapisan Tipis Aspal Beton,beton aspal bergradasi

senjang.

OGEM = Open Graded Emulsion Mixes .Campuran Aspal

Emulsi Dingin bergradasi terbuka.

Pengemulsi(Emulsifier) = Pengemulsi berupa larutan untuk memberikan muatan

listrik pada permukaan butiran aspal dalam sistim

emulsi.

TFA = Tebal Film Aspal / Selimut Aspal / Asphalt Film

Tickness, tebal lapisan aspal yang menyelimuti butir

agregat, tidak termasuk yang diserap agregat.

Stabilitas = kemampuan campuran aspal untuk menahan beban lalu

lintas tanpa terjadi perubahan bentuk tetap seperti

gelombang, alur, dan bleeding..

VFB = Voids Filled with Bitumen ,volume pori diantara butir-

butir agregat didalam campuran aspal padat yang terisi

oleh aspal,dinyatakan dalam % terhadap VMA.

VIM = Void in Mixture / Volume pori didalam campuran aspal

padat, dinyatakan dalam % terhadap volume bulk beton

aspal padat.

VMA = Voids in Mineral Aggregates,volume pori diantara

butir-butir agregat di dalam campuran aspal

padat,dinyatakan dalam % terhadap volume bulk beton

aspal padat.

xxv

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran A Hasil Pengujian Agregat dan Data Sekunder Hasil Pengujian

Aspal Emulsi .....................................................................................109

Lampiran B Proporsi CAED untuk Tes Penyelimutan Aspal Emulsi ..................118

Lampiran C Penentuan Enersi Pemadatan CAED .................................................121

Lampiran D Karakteristik CAED pada KARO .................................127

Lampiran E Kinerja CAED Tanpa Penambahan Semen dan Penambahan 2 %

Semen .................................................................................................154

Lampiran F Karakteristik CAED Tanpa Penambahan Semen dan Penambahan

2 % Semen pada Kondisi Full Curing ...............................................167

Lampiran G Stabilitas CAED dalam Kondisi Kering untuk Menentukan

Stabilitas Sisa pada KARO ................................................................176

Lampiran H Foto-Foto Kegiatan Penelitian CAED ...............................................177

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkerasan lentur (Flexible Pavement) adalah sistem perkerasan jalan

dimana konstruksinya terdiri dari beberapa lapisan. Tiap-tiap lapisan perkerasan

pada umumnya menggunakan bahan maupun persyaratan yang berbeda sesuai

dengan fungsinya yaitu, untuk menyebarkan beban roda kendaraan sedemikian

rupa sehingga dapat ditahan oleh tanah dasar dalam batas daya dukungnya.Lapis

permukaan adalah bagian perkerasan terletak paling atas. Lapis permukaan ini

berfungsi antara lain: (1) Sebagai bagian per-kerasan untuk menahan beban roda

kenderaan, (2) Sebagai lapisan kedap air untuk melindungi badan jalan dari

kerusakan akibat cuaca, dan (3) Sebagai lapisan aus (wearing course). Jenis

perkerasan lentur yang digunakan di Indonesia umumnya menggunakan campuran

aspal panas baik untuk pelapisan ulang, pemeliharaan maupun pembangunan jalan

baru. Jenis-jenis perkerasan di Indonesia yang sering mempergunakan campuran

aspal panas antara lain: Lapis Aspal Beton (Laston) atau AC (Asphalt Concrete),

Lapis Tipis Aspal Beton (Lataston) atau HRS (Hot Rolled Sheets) dan Lapis Tipis

Aspal Pasir (Latasir). Mulai sekitar tahun 1990-an untuk pekerjaan jalan di

Indonesia mulai dipergunakan jenis aspal lain yaitu aspal emulsi (MPW-RI, 1990).

Aspal merupakan salah satu bahan pengikat perkerasan yang paling banyak

dipakai. Aspal banyak tersedia di Indonesia, yang diperoleh dari pengolahan

minyak mentah yang banyak mengandung aspal.

2

Aspal merupakan bahan yang termoplastis, yaitu suatu sifat viskositas/kekentalan

yang sangat dipengaruhi oleh temperatur. Pada saat temperatur rendah (dingin)

aspal akan bersifat keras, dan sebaliknya pada saat temperatur tinggi (panas) aspal

akan bersifat lunak, dan lebih bersifat plastis. Kepekaan terhadap temperatur dari

tiap hasil produksi aspal berbeda-beda tergantung dari asalnya, walaupun aspal

tersebut diambilkan dari jenis yang sama.

Aspal emulsi merupakan jenis aspal dalam bentuk emulsi pada suhu ruang,

dengan komposisi kandungan aspal (60%-70%), air (30%-40%), dan emulsifier

(0,2%-0,50%). Pada kasus tertentu, komposisi tersebut ditambah bahan aditif.

Dalam aplikasinya, aspal emulsi tidak lagi memerlukan pemanasan untuk

menjadikannya cair, sehingga lebih hemat energi. Aspal Emulsi memiliki tingkat

viskositas yang rendah, sehingga tidak perlu dipanaskan dan tidak menimbulkan

polusi, hemat biaya dan waktu (Technokonstruksi, 2010). Sifat aspal emulsi tidak

akan mengeras jika disimpan, akan tetapi akan mengendap. Kondisi tersebut tidak

mempengaruhi mutunya, untuk itu perlu dilakukan pengadukan secara berkala.

CAED dapat dipergunakan sebagai bahan konstruksi jalan atau perkerasan lainnya

sama halnya dengan campuran aspal panas. Karena sifat fisiknya yang cair dan

mempunyai viskositas yang rendah, maka dapat langsung dipergunakan atau

dicampurkan dengan batuan tanpa pemanasan terlebih dahulu. Hal ini merupakan

kelebihan dari CAED dalam penghematan biaya pemanasan, kemudahan

pelaksanaan pekerjaan dan ramah lingkungan. Secara umum penggunaan CAED

memberi kemudahan pelaksanaan pekerjaan konstruksi perkerasan jalan aspal.

Menurut Suaryana (Technokonstruksi, 2010) perkembangan aplikasi aspal

emulsi di Indonesia belum berkembang dengan baik dibandingkan keberhasilan

3

aplikasinya di Manca Negara. Masih ditemukan kendala-kendala dalam aplikasi

aspal emulsi, sehingga dianggap belum kompetitif dibandingkan dengan aspal

konvensional. Namun dengan perkembangan teknologi preservasi dan kebutuhan

akan penghematan energi dan mengurangi polusi, maka teknologi aspal emulsi

akan menjadi lebih menarik untuk dikembangkan. Teknologi aspal emulsi dapat

dimanfaatkan secara optimal apabila pemanfaatannya sesuai dengan kondisi lalu

lintas dan lingkungan, pemilihan jenis/grade aspal emulsi yang tepat, bahan

agregat dan aspal emulsi memenuhi syarat (umur penyimpanan), peralatan yang

memadai, metoda pelaksanaan sesuai persyaratan yang ditetapkan dan kompetitif.

Menurut Lutpianto (Technokonstruksi, 2010) dari PT Hutama Prima,

selama ini aplikasi aspal emulsi di Indonesia hanya digunakan untuk keperluan

khusus seperti tack coat dan prime coat. Sebenarnya masih banyak teknologi

khusus aspal emulsi yang telah dikembangkan di luar negeri seperti microseal,

aspal beton campuran dingin (coldmix), bahan tambal aspal campuran dingin, chip

seal, dan stabilisasi tanah. Menurut Victor Sitorus (Technokonstruksi, 2010) dari

PT Widya Sapta Colas, pemanfaatan teknologi aspal emulsi untuk konstruksi jalan

mempunyai keuntungan dari aspek penghematan energi, rendah polusi, dan efektif

untuk pekerjaan pemeliharaan jalan, sehingga ke depan aspal emulsi beserta

aplikasinya harus terus dikembangkan untuk mencapai hasil terbaik serta

memberikan keuntungan yang sebesar-besarnya, baik dari segi bisnis maupun

terhadap kelestarian lingkungan.

Dalam hal penghematan energi, CAED secara umum lebih efisien dari pada

campuran aspal panas, dimana keperluan energi untuk CAED berkisar antara 40-

60% dari energi untuk memproduksi campuran aspal panas (Kennedy, 1998).

4

Selain itu, CAED juga memiliki beberapa kelebihan yang lain seperti: ramah

terhadap lingkungan, tingkat keamanan tinggi karena tidak adanya bahaya

kebakaran atau bahaya keselamatan akibat panas, tidak membutuhkan proses

pemanasan dalam pelaksanaannya.

Selain memiliki kelebihan-kelebihan, CAED juga memiliki beberapa

kekurangan antara lain: memerlukan waktu yang cukup lama untuk meningkatkan

kekuatan (akibat penguapan kandungan air), kurang kuat pada umur awal dan

memiliki porositas yang tinggi, yang diakibatkan oleh berkurangnya workability

saat pemadatan. Untuk mempercepat peningkatan kekuatan, CAED bisa

ditambahkan bahan aditif berupa semen sebanyak 1-2% dari berat agregat. Kadar

semen yang lebih besar dari 2 % dapat menyebabkan campuran terlaku kaku,

sehingga menjadi getas (Leech, 1994).

CAED cocok digunakan di daerah beriklim tropis, karena akan lebih cepat

meningkatkan kekuatan CAED setelah pemadatan, akibat penguapan kandungan

air didalamnya. CAED dapat diproduksi secara manual memakai alat pencampur

sederhana (pan mixer atau concrete mixer yang dimodifikasi). Selain itu CAED

sangat cocok dipakai untuk ruas jalan dengan lalu lintas ringan sampai dengan

sedang (Asphalt Institute, 1989), dengan pekerjaan skala kecil yang lokasinya

menyebar, misalnya untuk pemeliharaan jalan berupa penambalan lubang-lubang

jalan (potholes), pekerjaan permukaan jalan setelah ada pekerjaan galian utilitas

(galian pemasangan kabel, pipa air, dan lain-lain) dan perkerasan untuk pejalan

kaki.

Di Indonesia sendiri penggunaan dan ketersediaan data/dokumentasi

tentang kinerja CAED masih sangat minim, begitu pula dengan aplikasinya di

5

lapangan, padahal kebutuhan terhadap CAED meningkat sejalan dengan tuntutan

terhadap kelestarian lingkungan, penghematan energi, isu kesehatan dan keamanan

kerja. Dalam rangka pengembangan teknologi aspal emulsi untuk menunjang

program preservasi jalan di Indonesia, Himpunan Pengembangan Jalan Indonesia

(HPJI) bekerja sama dengan Asphalt Innovation A Meadwestvaco-MV Amerika

Serikat telah mensosialisasikan aplikasi Aspal Emulsi melalui seminar bertajuk

Teknologi Aspal Emulsi dalam rangka Menunjang Preservasi Jalan , dengan

harapan agar pengembangan aspal emulsi dan aplikasinya dapat dipertimbangkan

oleh para pemangku kepentingan. Keberpihakan pemerintah sangat diharapkan

dalam pengembangan teknologi aspal emulsi untuk mendukung program

preservasi jalan di Indonesia (Technokonstruksi, 2010). Namun demikian beberapa

peneliti dari Perguruan Tinggi di Indonesia mengadakan penelitian terhadap

Campuran Aspal Emulsi Bergradasi Rapat (CEBR). Penelitian tentang CEBR

menggunakan fly ash sebagai filler, dalam kondisi filler optimum tercapai

stabilitas rendaman 850,9 kg, stabilitas kering 872,35 kg, dan stabilitas sisa 97,54

% , dan makin banyak filler proses pemadatan tidak optimum (Mutohar, 2002).

Penelitian CEBR tipe III jenis kationik CSS-1 AE-3 S menggunakan filler debu

batu dan semen dapat disimpan sampai lebih dari lima hari sebelum dihampar dan

dipadatkan di lapangan (Abdullah, 2003). Hasil penelitian berdasarkan sifat-sifat

fisis dan kimiawi abu sekam, dapat dipergunakan sebagai bahan filler pada

Campuran Emulsi Bergradasi Rapat (CEBR),sama seperti bahan filler yang lain

seperti abu batu,abu terbang dll (Ridwan, 2007). Selanjutnya Campuran Aspal

Emulsi Dingin (CAED) yang dicuring didalam ruang (tanpa dan dengan

penambahan semen 1-2%) menunjukkan bahwa terjadi peningkatan stabilitas tiap

6

minggunya namun peningkatan stabilitas dirasakan tidak terlalu besar. Tingkat

stabilitas yang dihasilkan tiap minggunya berbeda untuk tiap variasi kadar semen.

CAED dengan variasi kadar semen 2 % memberikan nilai stabilitas tertinggi

(Prabawa, 2009)

Untuk meningkatkan pemahaman dan mengetahui lebih detail karakteristik

CAED, perlu dilakukan suatu penelitian yang mempergunakan agregat lokal Eks

Daerah Gesing Desa Selat Kabupaten Karangasem Bali.

1.2 Rumusan Masalah

1. Berapakah kadar aspal residu optimum, bagaimanakah Karakteristik dari

Campuran Aspal Emulsi Dingin (CAED) yang mempergunakan agregat lokal

Eks Daerah Gesing Desa Selat Karangasem,dan berapa nilai Stabilitas Sisa

CAED pada KARO?

2. Bagaimanakah peningkatan stabilitas (kekuatan) Campuran Aspal Emulsi

Dingin (CAED) tanpa dan dengan penambahan 2 % semen sesuai waktu

curing?

3. Baimanakah Karakteristik CAED dan perbandingan nilai stabilitas Marshall

CAED pada kondisi full curing terhadap campuran aspal panas.

1.3 Tujuan Penelitian

1. Untuk menentukan kadar aspal residu optimum, menganalisis Karakteristik

CAED pada KARO, dan menentukan nilai Stabilitas Sisa dari Campuran Aspal

Emulsi Dingin (CAED) pada KARO.

7

2. Untuk menganalisis peningkatan stabilitas (kekuatan) Campuran Aspal Emulsi

Dingin (CAED) tanpa penambahan semen maupun dengan penambahan 2 %

semen sesuai waktu curing.

3. Untuk menganalisis Karaktristik CAED pada kondisi full curing tanpa

penambahan semen dan dengan penambahan 2 % semen, membandingkan

Stabilitas Marshallnya terhadap campuran aspal panas (Latasir, Lataston, dan

Laston)

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini, bahwa dengan diketahuinya

karakteristik dan peningkatan stabilitas Campuran Aspal Emulsi Dingin (CAED),

akan dapat memberikan tambahan informasi kepada pihak-pihak terkait tentang

penggunaan aspal emulsi untuk diaplikasikan sebagai bahan perkerasan jalan di

Indonesia.

1.5 Batasan Masalah dan Ruang Lingkup

1. Agregat yang dipakai adalah agregat alam Eks Daerah Gesing Desa Selat

Kabupaten Karangasem yang biasa dipergunakan untuk campuran hot mix dan

Campuran Beton dengan bahan Filler berupa Abu batu

2. Gradasi yang dipakai adalah DGEM (Dense Graded Emulsion Mixes) atau

CEBR (Campuran Emulsi Bergradasi Rapat) dengan Gradasi Ideal digunakan

untuk Base & Surface Course

3. Untuk meningkatkan stabilitas (kekuatan), CAED diberi bahan tambahan

(additive) semen Cap Gresik 2 % dari berat total campuran. Peningkatan

8

kekuatan Campuran Aspal Emulsi Dingin (CAED) diuji pada umur: 3, 6, 9 dan

12 hari . Uji Statistik hanya dilakukan untuk Stabilitas pada kondisi ini.

4. Curing sampel dilakukan di dalam ruangan(suhu ruang) dan Full Curing

5. Jenis aspal emulsi yang digunakan adalah CSS-1h (Cationic Slow Setting)

6. Tidak dilakukan pengujian aspal emulsi (umur aspal emulsi masih baru < 10

bulan), Spesifikasi Aspal Emulsi berupa data sekunder yang berasal dari

Produsen Aspal Emulsi yaitu PT.Triasindomix Sidoarjo.

7. Karakteristik CAED yang diuji antara lain Porositas(VIM), Stabilitas,

Penyerapan Air, Tebal Film Aspal (TFA), Voids in Mineral Aggregates (VMA)

dan Voids Filled with Bitumen (VFB)

9

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Campuran Aspal Emulsi Dingin (CAED)

Campuran Aspal Emulsi Dingin (CAED) menggunakan aspal emulsi untuk

mengikat agregat dan dapat dicampur dan dipadatkan pada temperatur ruang tanpa

memerlukan pemanasan. Dengan tidak perlunya proses pemanasan memberikan

beberapa kelebihan yaitu tingkat resiko yang lebih kecil, penghematan energi, dan

ramah lingkungan. Selain memiliki kelebihan, CAED juga memiliki kelemahan

yaitu kekuatan lemah pada umur awal, waktu curing yang lama, dan porositas

tinggi.

CAED memerlukan penguapan kandungan air yang ada dalam campuran

untuk meningkatkan kekuatan campuran, dimana hal ini akan lebih cepat tercapai

pada daerah dengan temperatur hangat. Temperatur rata-rata tahunan yang hangat

sangat menunjang proses penguatan CAED. Biasanya untuk mempercepat proses

peningkatan kekuatan CAED ditambahkan zat aditif berupa semen (1-2%).

Penambahan kadar semen mak. 2% dikarenakan untuk menjaga campuran agar

tidak kaku,sehingga menjadi getas (Leech, 1994).

CAED bersifat sensitif terhadap gradasi terutama kandungan agregat

halus/filler, karena aspal emulsi akan cepat menyerap filler. Untuk campuran den

gan kadar filler lebih tinggi cocok menggunakan CSS (Cationic Slow Setting),

karena CSS akan berikatan lebih lambat sehingga kerataan penyelimutan lebih

terjamin.

10

Terdapat dua tipe gradasi untuk CAED yaitu OGEM (Open Graded

Emulsion Mixtures) dan DGEM (Dense Graded Emulsion Mixtures) (MPW-RI,

1990). OGEM merupakan campuran antara agregat bergradasi terbuka dan aspal

emulsi sebagai bahan pengikat, yang dicampur tanpa proses pemanasan. Untuk

campuran ini menggunakan aspal emulsi jenis CMS (Cationic Medium Setting).

Sedangkan DGEM/CEBR merupakan campuran antara agregat bergradasi

rapat/menerus dan aspal emulsi sebagai bahan pengikat, yang dicampur tanpa

proses pemanasan. DGEM/CEBR merupakan lapisan struktural yang berfungsi

sebagai lapisan sub base, base, maupun lapisan permukaan (aus) dan penambalan

(patching). Untuk DGEM/CEBR menggunakan aspal emulsi jenis CSS (Cationic

Slow Setting).

2.2 Bahan Perkerasan Campuran Aspal Emulsi Dingin (CAED)

Bahan campuran CAED pada prinsipnya sama dengan campuran aspal

panas, terdiri dari agregat kasar, agregat halus, bahan pengisi (filler), dan aspal

emulsi. Bahan-bahan tersebut sebelum digunakan harus diuji terlebih dahulu untuk

mengetahui sifat-sifat dari bahan tersebut.

2.3 Agregat

Agregat/batuan didefinisikan sebagai formasi kulit bumi yang mengeras.

Agregat merupakan komponen utama dari lapisan perkerasan jalan yaitu

mengandung 90-95% agregat berdasarkan prosentase berat, atau 75-85% agregat

berdasarkan prosentase volume (Sukirman, 1999).

11

2.3.1 Klasifikasi Agregat Berdasarkan Proses Terjadinya

Menurut (Depkimpraswil, 2004) klasifikasi agregat berdasarkan asal

kejadiannya dapat dibedakan atas batuan beku (igneous rock), batuan sedimen, dan

batuan metamorf (batuan malihan), dimana:

1. Batuan beku

Batuan beku terbentuk dari membekunya magma cair yang terdesak ke

permukaan pada saat gunung berapi meletus.

Batuan beku ini dibedakan menjadi dua, yaitu:

a. Batuan beku luar (extrusive igneous rock), berasal dari material yang keluar

dari bumi saat gunung meletus kemudian akibat dari pengaruh cuaca

mengalami pendinginan dan membeku. Pada umumnya batuan beku jenis

ini berbutir halus, contoh batuan jenis ini adalah rhyolite, andesit, dan

basalt.

b. Batuan beku dalam (intrusive igneous rock), berasal dari magma yang tidak

dapat keluar dari bumi kemudian mengalami pendinginan dan membeku

secara perlahan. Pada umumnya batuan beku jenis ini bertekstur kasar dan

dapat ditemui di permukaan bumi karena proses erosi dan gerakan bumi,

contoh batuan jenis ini adalah granit, gabbro, dan diorit.

2. Batuan sedimen

Batuan sedimen berasal dari campuran mineral, sisa-sisa hewan, dan tanaman.

Batuan jenis ini terdapat pada lapisan kulit bumi, hasil endapan di danau, laut,

dan sebagainya.

Berdasarkan cara pembentukannya batuan sedimen dapat dibedakan atas:

a. Batuan sedimen yang dibentuk secara mekanik, seperti breksi,

konglomerat, batu pasir, dan batu lempung. Batuan jenis ini banyak

mengandung silika.

12

b. Batuan sedimen yang dibentuk secara organis, seperti batu bara, dan opal.

c. Batuan sedimen yang dibentuk secara kimiawi, seperti batu gamping,

garam, gift, dan flint.

3. Batuan metamorf

Batuan ini umumnya berasal dari batuan sedimen ataupun batuan beku yang

mengalami proses perubahan bentuk akibat adanya perubahan tekanan dan

temperatur kulit bumi, contoh batuan jenis ini adalah marmer, kwarsit, dan

batuan metamorf yang berlapis, seperti batu sabak, filit, dan sekis.

2.3.2 Klasifikasi Agregat Berdasarkan Proses Pengolahannya

Menurut Depkimpraswil (2004) berdasarkan proses pengolahannya agregat

dapat dibedakan menjadi agregat alam, agregat yang mengalami proses

pengolahan, dan agregat buatan.

1. Agregat alam

Agregat alam merupakan agregat yang diambil dari alam dengan sedikit proses

pengolahan. Agregat alam terbentuk melalui proses erosi dan degradasi

sehingga bentuk partikelnya ditentukan oleh proses pembentukannya. Agregat

yang mengalami proses erosi yang diakibatkan oleh air biasanya terjadi di

sungai mempunyai bentuk partikel yang bulat-bulat dengan permukaan yang

licin. Agregat yang mengalami proses degradasi biasanya terjadi dibukit-bukit

mempunyai bentuk partikel yang bersudut dengan permukaan yang kasar.

Agregat alam yang sering dipergunakan yaitu pasir dan kerikil dimana kerikil

adalah agregat dengan ukuran partikel > 1/4 inch (6,35 mm) sedangkan pasir

13

adalah agregat dengan ukuran partikel < 1/4 inch tetapi lebih besar dari 0,075

mm (saringan no. 200).

2. Agregat yang melalui proses pengolahan

Agregat yang melalui proses pengolahan merupakan agregat biasa berasal dari

bukit-bukit maupun sungai yang karena bentuknya yang besar-besar melebihi

ukuran yang diinginkan harus melalui proses pemecahan terlebih dahulu

dengan menggunakan mesin pemecah batu (stone crusher) atau secara manual

agar diperoleh:

a. Bentuk partikel yang bersudut, diusahakan berbentuk kubus.

b. Permukaan partikel kasar sehingga mempunyai gesekan yang baik.

c. Gradasi sesuai yang diinginkan.

Hasil dari proses pemecahan ini biasanya disebut dengan split dan mempunyai

ukuran mulai dari 5 mm sampai 40 mm.

2.3.3 Klasifikasi Agregat Berdasarkan Ukuran Butirnya

Ditinjau dari ukuran butirnya agregat dapat dibedakan atas agregat kasar,

agregat halus, dan bahan pengisi (filler).

Menurut American Society for Testing and Material (ASTM):

a. Agregat kasar, mempunyai ukuran > 4,75 mm (saringan No.4).

b. Agregat halus, mempunyai ukuran < 4,75 mm(saringan No.4).

c. Abu batu/mineral filler merupakan agregat halus yang lolos saringan No.

200.

Menurut AASHTO:

a. Agregat kasar, mempunyai ukuran > 2 mm.

14

b. Agregat halus, mempunyai ukuran < 2 mm dan > 0,075.

c. Abu batu/mineral filler merupakan agregat halus yang lolos saringan No.

200.

Agregat juga diklasifikasikan menurut Depkimpraswil (2004) sebagai berikut:

a. Agregat kasar, agregat dengan ukuran butir lebih besar dari saringan No.8

(2,36 mm)

b. Agregat halus, agregat dengan ukuran butir lebih halus dari saringan No.8

(2,36 mm)

c. Bahan pengisi ( filler ), bagian dari agregat halus yang minimum 85 %

lolos saringan No.200 (0,075 mm), non plastis, tidak mengandung bahan

organik, tidak menggumpal, kadar air max 1%.

2.4 Sifat Agregat

Sifat dan kualitas agregat menentukan kemampuannya dalam memikul

beban lalu-lintas. Adapun sifat-sifat agregat yang perlu diperiksa antara lain

(Sukirman, 1999):

1. Gradasi

Gradasi/distribusi partikel-partikel ukuran agregat merupakan hal yang penting

dalam menentukan stabilitas perkerasan. Gradasi mempengaruhi rongga antar butir

yang akan menentukan stabilitas dan kemudahan dalam proses pelaksanaan.

Gradasi agregat diperoleh dari analisa saringan.

Gradasi agregat dapat dibedakan atas:

15

a. Gradasi seragam (uniform graded)/terbuka

Adalah agregat dengan ukuran yang hampir sama, mengandung agregat

halus sedikit sehingga tidak dapat mengisi rongga antar agregat. Agregat

dengan gradasi seragam menghasilkan lapisan perkerasan dengan sifat

permeabilitas tinggi, stabilitas kurang dan berat volume kecil.

b. Gradasi rapat (dense graded)/bergradasi baik (well graded)

Merupakan campuran agregat kasar dan halus dalam porsi yang berimbang.

Agregat dengan gradasi rapat akan menghasilkan lapis perkerasan dengan

stabilitas tinggi, kedap air, berat volume besar.

c. Gradasi buruk (poorlygraded)/gradasi senjang

Adalah campuran agregat dengan satu fraksi hilang atau sedikit sekali.

Agregat bergradasi senjang umumnya digunakan untuk lapisan perkerasan

lentur yaitu gradasi celah (gap graded). Agregat dengan gradasi senjang

menghasilkan lapis perkerasan yang mutunya terletak diantara kedua jenis

di atas.

2. Ukuran maksimum agregat

Semua lapisan perkerasan lentur membutuhkan agregat yang terdistribusi dari

besar sampai kecil. Terdapat dua cara untuk menyatakan ukuran partikel

agregat yaitu:

a. Ukuran maksimum agregat

Yaitu ukuran saringan terkecil dimana agregat yang lolos saringan tersebut

sebanyak 100%.

16

b. Ukuran nominal maksimum

Merupakan ukuran saringan terbesar dimana agregat tertahan tidak lebih

dari 10%.

3. Kadar lempung

Lempung mempengaruhi mutu campuran agregat dengan aspal karena:

a. Lempung membungkus partikel-partikel agregat sehingga ikatan antar aspal

dan agregat berkurang.

b. Lempung mengakibatkan luas daerah yang harus diselimuti aspal

bertambah. Dengan kadar aspal sama menghasilkan tebal lapis perkerasan

yang lebih tipis yang dapat mengakibatkan terjadinya striping (lepas ikatan

antara aspal dan agregat).

c. Tipisnya lapisan aspal mengakibatkan lapisan teroksidasi sehingga lapisan

cepat rapuh dan getas.

d. Lempung cenderung menyerap air yang berakibat hancurnya lapisan aspal.

4. Daya tahan agregat

Daya tahan agregat merupakan ketahanan agregat terhadap adanya penurunan

mutu akibat proses mekanis dan kimiawi. Agregat yang digunakan harus

mempunyai daya tahan terhadap pemecahan (degradasi) yang mungkin timbul

selama proses pencampuran, pemadatan, ataupun oleh beban lalu-lintas.

Ketahan agregat terhadap degradasi diperiksa dengan menggunakan percobaan

Abrasi Los Angeles.

5. Bentuk dan tekstur permukaan

Bentuk dan tekstur agregat mempengaruhi stabilitas dari lapis perkerasan yang

dibentuk oleh agregat tersebut. Partikel agregat dapat berbentuk bulat, lonjong,

17

pipih dan kubus. Agregat berbentuk kubus paling baik digunakan sebagai

material perkerasan jalan. Agregat berbentuk kubus mempunyai bidang kontak

yang lebih luas sehingga mempunyai daya saling mengunci yang baik.

Kestabilan yang diperoleh lebih baik dan lebih tahan terhadap deformasi.

6. Daya lekat terhadap aspal

Faktor yang mempengaruhi lekatan aspal dan agregat dapat dibedakan atas dua

bagian yaitu:

a. Sifat mekanis yang tergantung dari:

- Pori-pori dan absorbsi

- Bentuk dan tekstur permukaan

- Ukuran butir

b. Sifat kimiawi dari agregat.

7. Berat jenis agregat

Dalam kaitan perencanaan campuran aspal, berat jenis adalah suatu rasio tanpa

dimensi, yaitu rasio antara berat suatu benda terhadap berat air yang

volumenya sama dengan benda tersebut.Volume agregat yang diperhitungkan

adalah volume yang tidak diresapi aspal. Sebagai standar dipergunakan air

pada suhu 4C karena pada suhu tersebut air memiliki kepadatan yang stabil.

Berat jenis agregat dapat digambarkan seperti gambar dibawah ini (Krebs and

Walker, 1971).

18

Vp

Vp-VcVcViVs

Gambar 2.1 Pertimbangan Volume Pori Agregat untuk Penentuan SG.

Sumber: Krebs and Walker (1971)

Ada beberapa jenis berat jenis agregat, yaitu :

a. Berat Jenis Bulk (Bulk Specific Gravity)

Bila aspal diasumsikan hanya menyelimuti agregat di bagian permukaan

saja, tidak meresap ke bagian agregat yang permeable, volume yang

diperhitungkan adalah:

Bulk SG = ( ) wVtotWs

wVpViVsWs

gg =

+++ (2.1)

dimana : w = berat volume air = 1 gr/cc = 1 t/m3. Sehingga Bulk SG

adalah rasio antara berat agregat dan berat air yang volumenya

= Vs + Vi + Vp.

Vs = volume solid

Vi = volume yg imperme-

able thd air dan aspal

Vp = total volume perme-

able

Vc = volume yg permeable

thd air tapi imperme-

able thd aspal

Vp-Vc = volume yg

permeable thd air dan

aspal

19

b. Berat Jenis Semu (Apparent Specific Gravity)

SG ini didasarkan atas asumsi bahwa aspal meresap ke dalam agregat

dengan tingkat resapan yang sama dengan air, yaitu sampai Vc atau ke

dalam seluruh Vp. Karenanya volume yang dipertimbangkan adalah:

Vs + Vi

Apparent SG = ( ) wViVsWs

g+ (2.2)

c. Berat Jenis Efektif (Effective Specific Gravity)

SG Bulk dan SG Apparent didasarkan atas dua kondisi ekstrem. Asumsi

yang realistis adalah bahwa aspal dapat meresap sampai ke (Vp Vc). Oleh

karena itu SG atas asumsi ini disebut SG efektif.

Effective SG = ( ) wVcViVsWs

g++ (2.3)

dimana:

Vp = volume pori yang dapat diresapi air

V = volume total dari agregat

Vi = volume pori yang tidak dapat diresapi air

Vs = volume partikel agregat

Ws = berat kering partikel agregat

w = berat volume air

Dalam praktek, SG eff = SG (bulk + app)

20

2.5 Pencampuran Agregat dan Proporsi Agregat

Untuk memperoleh gradasi agregat campuran, bisa dilakukan dengan cara

mencampur komponen-komponen agregat yang tersedia. Pencampuran agregat

dapat dilakukan dengan cara:

1. Cara mencoba-coba (Trial and Error)

Adalah cara pencampuran agregat dengan mencoba kemungkinan berbagai

proporsi agregat, kemudian mengadakan analisa saringan yang dibandingkan

dengan spesifikasi yang disyaratkan.

2. Cara Analitis

Pada cara ini didasarkan atas penggabungan agregat dengan menggunakan

rumus pendekatan. Dari rumus ini diperoleh prosentase agregat kasar, agregat

halus dan filler. Rumus yang digunakan adalah (Bambang Ismanto, 1993):

%100--

=CFCSX (2.4)

dimana : X = % agregat halus

S = % titik tengah spec limit dari saringan yang dikehendaki

F = % agregat halus lewat saringan tertentu

C = % agregat kasar lewat saringan tertentu

3. Cara Grafis

Cara ini adalah penggabungan agregat yang dilakukan dengan menggambarkan

grafik hubungan antara prosentase butir-butir lolos saringan dari setiap agregat

yang digunakan dengan prosentase lolos saringan spesifikasi limit.

4. Cara Diagonal

Penggunaan agregat dengan menggunakan gambar empat persegi panjang,

dengan ukuran (10 x 20) cm pada kertas milimeter blok. Dengan menarik garis

21

diagonal dari sisi kiri bawah ke kanan atas, berdasarkan data prosentase lolos

saringan dan ideal spesification dari masing-masing agregat akan diperoleh

prosentase proporsi masing-masing agregat.

Untuk memperoleh proporsi agregat campuran yang diinginkan selain

dengan cara mencampur dapat juga dilakukan dengan cara memproporsikan

agregat sesuai dengan gradasi suatu spesifikasi.

2.6 Aspal

Aspal didefinisikan sebagai material perekat berwarna hitam atau cokelat

tua dengan unsur utama bitumen, pada temperatur ruang berbentuk padat, sampai

agak padat dan bersifat termoplastis. Aspal yang umum digunakan saat ini berasal

dari salah satu hasil proses destilasi minyak bumi. Sebagai salah satu material

konstruksi perkerasan lentur aspal merupakan salah satu komponen kecil umumnya

4-10% berdasarkan berat atau 10-15% berdasarkan volume.

Aspal yang digunakan pada konstruksi perkerasan jalan berfungsi sebagai

(Sukirman, 1999) :

1. Bahan pengikat, memberikan ikatan yang kuat antara aspal dan agregat serta

antara aspal itu sendiri.

2. Bahan pengisi, mengisi rongga antar butir-butir agregat dan pori-pori yang ada

dari agregat itu sendiri.

2.6.1 Jenis Aspal

Berdasarkan cara memperolehnya, aspal dibedakan atas aspal alam, dan

aspal buatan, dengan penjelasan sebagai berikut:

22

1. Aspal alam

Aspal alam merupakan campuran antara bitumen dengan bahan mineral lainnya

dalam bentuk batuan. Aspal ini dapat dibedakan menjadi:

a). Aspal gunung (rock asphalt), seperti aspal di Pulau Buton.

b). Aspal danau (lake asphalt), seperti di Trinidad.

2. Aspal buatan

a). Aspal minyak adalah aspal yang merupakan residu destilasi minyak bumi.

Setiap minyak bumi dapat menghasilkan residu jenis asphaltic base crude

oil yang banyak mengandung aspal, parafin base crude oil yang banyak

mengandung parafin, atau mixed base crude oil yang banyak mengandung

campuran antara parafin dan aspal. Untuk perkerasan jalan umumnya

digunakan aspal minyak jenis asphaltic base crude oil.

b). Tar adalah suatu cairan yang diperoleh dari proses karbonasi (destilasi

destruktif tanpa udara/oksigen) suatu material organis misalnya kayu atau

batubara.

Berdasarkan bentuknya pada temperatur ruang, aspal dibedakan atas aspal

keras, aspal cair, dan aspal emulsi dengan penjelasan sebagai berikut.

1. Aspal Keras/Penetrasi (Asphalt Cement)

Aspal keras/penetrasi adalah aspal yang digunakan dalam keadaan cair dan

panas, dimana aspal ini berbentuk padat pada temperatur ruang. Di Indonesia

aspal semen biasanya dibedakan atas nilai penetrasinya. Pada daerah panas atau

lalu lintas dengan volume tinggi menggunakan aspal semen dengan penetrasi

rendah, sedangkan untuk daerah dingin atau lalu lintas rendah menggunakan

23

penetrasi tinggi. Di Indonesia pada umumnya dipergunakan aspal semen

dengan penetrasi 60/70 dan 80/100.

2. Aspal Cair (Cut Back Asphalt)

Aspal cair merupakan campuran antara aspal semen dengan bahan pencair dari

hasil penyulingan minyak bumi. Dengan demikian aspal cair berbentuk cair

dalam temperatur ruang. Berdasarkan bahan pencair dan kemudahan menguap

bahan pelarutnya, aspal cair dapat dibedakan atas Rapid Curing, Medium

Curing dan Slow Curing.

a. Rapid Curing (RC)

Merupakan aspal semen yang dilarutkan dengan bensin/premium. RC

merupakan aspal cair yang paling cepat menguap.

b. Medium Curing (MC)

Merupakan aspal semen yang dilarutkan dengan bahan yang lebih kental

seperti minyak tanah.

c. Slow Curing (SC)

Merupakan aspal semen yang dilarutkan dengan bahan yang lebih kental

seperti solar. SC merupakan cut back aspal yang paling lama menguap.

3. Aspal Emulsi

A. Umum

Aspal emulsi merupakan suatu bahan campuran antara aspal keras dengan

air dengan tambahan bahan kimia lainnya yang diproses dalam suatu peralatan

yang prinsipnya berupa koloid.

Berdasarkan muatan listrik yang dikandungnya aspal emulsi dapat

dibedakan atas:

24

a. Aspal kationik, disebut juga aspal emulsi asam, merupakan aspal emulsi

yang bermuatan arus listrik positif.

b. Aspal anionik, disebut juga aspal emulsi alkali, merupakan aspal emulsi

yang bermuatan arus listrik negatif.

c. Nonionik, merupakan aspal emulsi yang tidak menghantarkan arus

listrik.

Berdasarkan kecepatan mengerasnya aspal emulsi dapat dibedakan atas:

1. RS (Rapid Setting), aspal yang mengandung sedikit bahan pengemulsi

sehingga pengikatan yang terjadi cepat.

2. MS (Medium Setting).

3. SS (Slow Setting), aspal emulsi yang paling lama menguap.

B. Komponen Aspal Emulsi

Ada beberapa komponen utama yang perlu diperhatikan dalam pembuatan

aspal emulsi yaitu aspal keras/penetrasi, pengemulsi (emulsifier), stabilizer,

senyawa asam dan aditif untuk aspal emulsi.

C. Pengemulsi (Emulsifier)

Pengemulsi berupa larutan yang dipergunakan untuk memberikan muatan

listrik pada permukaan butiran aspal dalam sistim emulsi. Larutan pengemulsi ini

juga akan mempermudah penyebaran butiran aspal ke dalam air dan

mempertahankan supaya butiran-butiran aspal tidak melekat satu sama lain,

sehingga terbentuk larutan suspensi yang homogen. Ada empat jenis pengemulsi

yaitu: pengemulsi anionik, kationik, nonionik, dan pengemulsi koloid.

25

D. Produksi Aspal Emulsi

Aspal emulsi diproduksi pada instalasi khusus dengan alat utama colloid

mill. Aspal keras dipanaskan kemudian dipecah dalam colloid mill melalui gerakan

rotor dan stator, hingga ukuran butir aspal menjadi 2-5 mikron. Kemudian secara

simultan ke dalam colloid mill dialirkan air yang sudah dicampur dengan bahan

pengemulsi (emulsifier), larutan asam untuk mengatur pH, dan bahan aditif yang

diperlukan. Larutan pengemulsi memberikan muatan listrik yang sama pada

permukaan butiran aspal emulsi sehingga butiran aspal emulsi tidak bergabung

karena adanya gaya saling tolak menolak. Hal ini memberikan kestabilan aspal

emulsi.

E. Kecocokan (Affinity)

Penggunaan aspal emulsi untuk campuran aspal dingin, memiliki elemen

kecocokan (affinity). Hal ini terutama dipengaruhi oleh kandungan muatan listrik

pada permukaan agregat. Secara teori aspal emulsi akan memiliki ikatan lebih baik

dengan agregat yang memiliki muatan listrik berlawanan.

F. Mekanisme Penggabungan Butiran Aspal Emulsi dan Pelekatan ke Permukaan

Agregat ( Plotnikova, 1993).

Pada awalnya pengemulsi bebas (free emulsifiers) pada suatu sistem emulsi

diserap ke permukaan agregat, kemudian diikuti oleh emulsifier lain sesuai dengan

luas permukaan agregat (jumlah agregat). Hal ini mengakibatkan kestabilan butir

aspal semakin berkurang dan akhirnya menggabung. Diikuti dengan adanya

penguapan cairan, mengakibatkan butiran-butiran aspal yang sudah menggabung

melekat pada permukaan agregat. Secara skematis proses penggabungan aspal

26

emulsi dan pelekatan kepermukaan agregat adalah seperti yang diperlihatkan pada

Gambar 2.2.

Emulsifier

Bitumen

Free Emulsifier

A g re g a t

Emulsifier

Bitumen

Agregat

Agregat

1 2

3

Gambar 2.2 Mekanisme penggabungan dan pelekatan aspal emulsi ke permukaan agregat.

Sumber: Plotnikova (1993) dalam Thanaya (2003) G. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Penggabungan Butir Aspal Emulsi

1. Penyerapan bahan pengemulsi ke permukaan agregat

Mekanisme ini terjadi akibat adanya muatan listrik berlawanan pada bahan

pengemulsi dan permukaan agregat yang dapat mengakibatkan tidak stabilnya

butiran aspal dalam emulsi yang kemudian menggabung satu sama lainnya.

2. Pergerakan butiran aspal menuju permukaan agregat

Dalam hal ini butiran aspal yang dikelilingi bahan pengemulsi, bergerak

menuju permukaan agregat yang bermuatan listrik berlawanan. Konsentrasi butiran

27

aspal pada permukaan agregat mengakibatkan terjadinya penggabungan dan

kemudian menyelimuti permukaan agregat.

3. Perubahan pH

Beberapa jenis agregat seperti batu kapur, filler dari batu kapur, atau semen

dapat menetralisasikan asam pada aspal emulsi kationik dan meningkatkan nilai

pH. Hal ini dapat mengakibatkan tidak stabilnya emulsi sehingga terjadinya

penggabungan butiran aspal.

4. Penguapan air

Adanya penguapan air, butiran aspal menjadi terkonsentrasi, sehingga

mengakibatkan bergabungnya butiran aspal. Penguapan bisa merupakan

mekanisme penggabungan butir yang utama untuk jenis aspal emulsi yang bereaksi

sangat lambat.

H. Potensi Zeta (Zeta Potensial)

Secara umum terdapat tiga jenis bentuk material yaitu: gas, cair dan padat.

Bila salah satu dari jenis ini dipecahkan menjadi halus dan disebarkan ke dalam

yang lainnya maka akan terbentuk sistim koloid. Aspal emulsi adalah suatu

sebaran butiran aspal yang sangat kecil ke dalam air dibantu oleh bahan

pengemulsi. Untuk menjaga kestabilan sistim koloid, diperlukan adanya tenaga

saling tolak yang memadai antar butiran bahan yang diemulsikan. Gaya saling

tolak ini muncul karena adanya muatan listrik pada permukaan material yang

diemulsikan.

Dalam suatu sistim koloid, muatan listrik muncul pada permukaan partikel.

Hal ini mempengaruhi penyebaran ion pada areal disekelilingnya, yang berakibat

meningkatnya ion lawan (counter ion) yaitu ion dengan muatan listrik berlawanan

28

di dekat permukaan partikel, yang membentuk lapisan listrik ganda (electrical

double layer).

Lapisan listrik ganda (electrical double layer) ini berupa lapisan cairan

disekeliling butiran partikel. Lapisan ini terdiri dari dua bagian yaitu, bagian/lapis

dalam (stern layer = inner region) dimana ion-ion berikatan dengan kuat, dan

bagian luar atau lapis diffusi (diffuse layer). Pada lapis luar ini ion-ion tidak

berikatan kuat. Pada lapis diffusi, dekat dengan lapis dalam terdapat suatu batas

(nototional boundary) yang disebut lapis gelincir (slipping plane) atau permukaan

geser hidrodinamik (surface of hydrodynamic shear). Potensi listrik pada areal ini

disebut Potensi Zeta atau Zeta Potensial. Potensi Zeta bisa diukur dengan alat

Zetasizer. Potensi Zeta ini tergantung dari besar muatan listrik pada lapis dalam,

ketebalan lapis listrik ganda, dan konstanta dielektrik.

Potensi Zeta biasanya sama (tetapi tidak selalu sama) dengan tanda muatan

listrik pada permukaan partikel. Potensi Zeta menunjukkan muatan listrik efektif

pada permukaan partikel, dan berkaitan dengan daya penolakan elektrostatik antar

partikel. Potensi ini menjadi variabel utama yang mengontrol/menentukan

kestabilan sistim emulsi dan proses penggabungan butiran partikel emulsi.

29

Iner

Sid

e

Particle su rfaceStern p laneSurface of shear

unud-296-42715580-tesis analisis karakteristik dan peningkatan kekuatan caed

Documents