ABSTRAK ANALISIS KARAKTERISTIK CAMPURAN ASPAL … · aspal, sehingga menyebabkan umur pelayanan...
Transcript of ABSTRAK ANALISIS KARAKTERISTIK CAMPURAN ASPAL … · aspal, sehingga menyebabkan umur pelayanan...
vi
ABSTRAK
ANALISIS KARAKTERISTIK CAMPURAN ASPAL EMULSI DINGIN
(CAED) DENGAN EPOXY SEBAGAI BAHAN TAMBAH
Salah satu jenis campuran yang sedang dikembangkan pemakaiannya
adalah Campuran Aspal Emulsi Dingin (CAED). Namun, menurut Thanaya (2012)
secara umum ada tiga kelemahan utama CAED, yaitu kekuatan lemah pada umur
awal, memerlukan waktu curing yang lama (penguapan kandungan air untuk
meningkatkan kekuatan), dan porositas tinggi. Selain itu juga, Kelelahan (fatigue)
dan deformasi adalah kerusakan yang paling sering dialami oleh perkerasan jalan
aspal, sehingga menyebabkan umur pelayanan perkerasan berkurang (Moghaddam,
et al, 2011). Di dalam penelitian yang dilakukan oleh Sang dan Zhangdong (2007),
campuran aspal dengan epoxy yang dikembangkan secara lokal menghasilkan
ketahanan terhadap kelelahan dan deformasi. Tujuan penelitian ini adalah untuk
menganalisis karakteristik CAED pada Kadar Aspal Residu Optimum (KARO),
CAED dengan epoxy sebagai bahan tambah, dan Modulus Kekakuan Tarik Tak
Langsung (Indirect Tensile Stiffness Modulus-ITSM), ketahanan deformasi
(rangkak-creep), dan kelelahan (Indirect Tensile Fatigue-ITF) CAED dengan epoxy
sebagai bahan tambah pada kondisi full curing.
Epoxy yang digunakan adalah merk AOI GROUT dan aspal emulsi CSS-1h
produksi PT. Triasindomix. Variasi epoxy yang digunakan adalah 1%, 3%, dan 6%
terhadap kadar residu aspal. Epoxy dicampur dengan hardener dengan
perbandingan 3:1, setelah itu dicampur dengan aspal emulsi. Penambahan epoxy
dilakukan pada Kadar Aspal Residu Optimum (KARO) sebesar 7,5%. Agregat
dilembabkan terlebih dahulu kemudian dicampur dengan aspal emulsi yang sudah
ditambah epoxy, kemudian dipadatkan.
Dari penelitian ini menunjukkan bahwa karakteristik CAED dengan
penambahan epoxy 1% dan 3% memenuhi spesifikasi, namun CAED dengan kadar
6% tidak memenuhi spesifikasi karena memiliki porositas 17,83% (spek. 5%-10%).
Stabilitas rendaman CAED tanpa dan dengan 3% epoxy masing-masing 1177,02 kg
dan 1416,47 kg. Penambahan 3 % epoxy pada CAED dapat meningkatkan stabilitas
hingga 20%. Pada pengujian kekakuan, deformasi, dan kelelahan, CAED 0% epoxy
berbanding CAED 3% epoxy memiliki nilai kekakuan 1854 MPa: 959 MPa (-
48,27%); regangan yang mampu ditahan pada pengulangan pembebanan (Nf) 1 juta
kali masing-masing sebesar 78,09 µε: 93,22 µε (+19,38%); Nf pada regangan 100
µε sebesar 358.897 kali: 539.585 kali (+50,35%); nilai kemiringan kurva rangkak
23,752: 39,939 (runtuh sebelum 3600 pengulangan beban).
CAED dengan penambahan epoxy 3% dapat meningkatkan stabilitas
rendaman hingga +20%, regangan yang mampu ditahan pada pembebanan (Nf) 1
juta kali hingga +19,38%, dan Nf pada regangan 100 µε sebesar +50,35%. Namun,
penambahan epoxy juga meningkatkan porositas sebesar 20%. Dari penelitian ini
disarankan untuk mengurangi kadar hardener agar waktu pengerasan semakin
lama, sehingga workability semakin baik, dan porositas menurun.
Kata kunci: CAED, epoxy, kekakuan, kelelahan, deformasi.
vii
ABSTRACT
ANALYSIS ON THE CHARACTERISTIC OF COLD BITUMINOUS
EMULSION MIXTURES (CBEMs) WITH EPOXY AS ADDITIVE
One of asphalt mixtures being developed is Cold Bituminous Emulsion
Mixtures (CBEMs). Generally there are three main weakness of CBEMs, namely:
low early life strength, long curing times (evaporation of water in mix to increasing
strength), and high porosity. Moreover, failure of asphalt pavement mostly occur
due to fatigue and rutting, which make life service reduced. Asphalt mixture added
with locally developed epoxy result in more resistant to fatigue and rutting asphalt
mix. The objectives of this study were to analyze on characteristic of CBEMs at
Optimum Residual Bitumen Content (ORBC), characteristic CBEMs added with
epoxy, and Indirect Tensile Stiffness Modulus (ITSM), Creep, and Indirect Tensile
Fatigue (ITF) of CBEMs with and without epoxy.
Epoxy used in this study was AOI GROUT brand and CSS-1h bituminous
emulsion produced by PT. Triasindomix. Epoxy variation was 1%, 3%, and 6% by
weight residual bitumen. The epoxy was mixed with hardener in ratio 1:3, then
mixed with bituminous emulsion. The epoxy was added into the ORBC of 7,5%.
The aggregate was dampened with water first then mixed with emulsion that had
been added with epoxy, then compacted.
Results of this study were: CBEMs added with 1% and 3% epoxy met the
specifications, however CBEMs with 6% of epoxy did not, beacause the porosity
was 17,83% (spec. 5%-10%). The soaked stability of the mixture without and with
epoxy 3% was 1177,02 kg and 1416,47 kg. Addition of 3% epoxy increase soaked
stability up to 20%. In stiffness, creep, and fatigue tests, CBEMs without epoxy
compared by CBEMs with 3% of epoxy, respectively gave result: stiffness 1854
MPa: 959 MPa (-48,27%); strain at 106 loads repetition (Nf) was 78,09 µε: 93,22
µε (+19,38%); Nf at strain 100 µε was 358.897 times: 539.585 times (+50,35%);
creep slope was 23,752: 39,939 (the sample collapsed before 3600 loads repetition).
CBEMs with 3% epoxy increase soaked stability 20%, strain at 106 loads
repetition (Nf) increased 19,38%, and Nf at strain 100 µε raised 50,35%. However,
epoxy caused porosity of mixture increase to 20%. Based on this study, it is
suggested to reduce hardener content, that can make setting time longer, hence
workability will be better, and porosity of mixture can be reduced.
Keyword: CBEMs, epoxy, stiffness, fatigue, creep.
viii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... ii
LEMBAR PENETAPAN PANITIA PENGUJI .......................................... iii
SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT .............................................. iv
UCAPAN TERIMA KASIH.......................................................................... v
ABSTRAK ...................................................................................................... vi
ABSTRACT .................................................................................................... vii
DAFTAR ISI ................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xii
DAFTAR TABEL........................................................................................... xiv
DAFTAR ISTILAH ....................................................................................... xv
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xvii
BAB I PENDAHULUAN .............................................................................. 1
1.1 Latar Belakang................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................................. 3
1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................... 4
1.4 Manfaat Penelitian ............................................................................. 4
1.5 Batasan Penelitian ............................................................................. 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................. 7
2.1 Umum ................................................................................................ 7
2.2 Bahan Perkerasan Jalan ..................................................................... 10
2.2.1 Agregat ................................................................................... 11
2.2.2 Aspal ...................................................................................... 24
2.3 Epoxy ................................................................................................. 35
2.3.1 Sejarah .................................................................................... 35
2.3.2 Sifat Dasar Karakteristik Epoxy ............................................. 36
2.3.3 Aplikasi Epoxy pada Konstruksi dan Pekerjaan Teknik Sipil 39
2.4 Campuran Aspal Emulsi Dingin (CAED) ......................................... 46
2.4.1 Syarat Teknis Agregat pada CAED ....................................... 47
2.4.2 Gradasi CAED ....................................................................... 49
ix
2.4.3 Persyaratan Sifat-sifat CAED ................................................ 51
2.5 Prosedur Desain Campuran Aspal Emulsi Dingin (CAED) .............. 51
2.5.1 Penentuan Gradasi Agregat dan Proporsi Agregat................. 52
2.5.2 Estimasi Kadar Residu Aspal Emulsi Awal ........................... 52
2.5.3 Tes Penyelimutan (Coating Test) ........................................... 53
2.5.4 Penyiapan Campuran dan Penentuan Energi Pemadatan ....... 54
2.5.5 Variasi Kadar Aspal Residu ................................................... 58
2.5.6 Curing Spesimen .................................................................... 59
2.5.7 Pengujian Modifikasi Marshall .............................................. 60
2.5.8 Penentuan Kadar Aspal Residu Optimum (KARO)............... 60
2.5.9 Perhitungan Tebal Film Aspal (Bitumen Film Thicknees) ..... 61
2.5.10 Penentuan Stabilitas Sisa (Retained Stability) ....................... 61
2.5.11 Kekuatan Ultimit CAED ........................................................ 61
2.6 Tes Kekakuan (Stiffness) ................................................................... 61
2.7 Tes Ketahanan Deformasi (Creep Test) ............................................ 65
2.7.1 Tes Creep Statis (Static Creep Test) ...................................... 67
2.7.2 Tes Creep Dinamis (Dinamic Creep Test)............................. 68
2.7.3 Modulus Kekakuan Rangkak/ Creep Sitffness Modulus
(Smix) ..................................................................................... 68
2.7.4 Kemiringan Dari Kurva Rangkak (Slope of creep curve) ...... 69
2.8 Tes Kelelahan (Fatigue) .................................................................... 71
2.9 Hasil-hasil Penelitian dengan Menggunakan Epoxy ......................... 74
BAB III KERANGKA BERPIKIR DAN KONSEP ................................. 78
3.1 Kerangka Berpikir ............................................................................. 78
3.2 Konsep ............................................................................................... 79
BAB IV METODE PENELITIAN............................................................. 80
4.1 Rancangan Penelitian ........................................................................ 80
4.2 Lokasi Penelitian ............................................................................... 82
4.3 Bahan dan Alat .................................................................................. 82
4.3.1 Bahan...................................................................................... 83
4.3.2 Alat ......................................................................................... 83
x
4.4 Pengujian Material di Laboratorium ................................................. 83
4.4.1 Daftar Standar Nasional Indonesia untuk Pengujian Agregat
Kasar, Halus dan Filler .......................................................... 83
4.4.2 Pengujian Aspal Emulsi ......................................................... 84
4.5 Pemilihan Gradasi dan Proporsi Campuran Agregat DGEM Type
IV ....................................................................................................... 84
4.6 Estimasi Kadar Residu Aspal Emulsi ................................................ 85
4.7 Tes Penyelimutan (Coating Test) ...................................................... 86
4.8 Perhitungan Kebutuhan Aspal ........................................................... 86
4.9 Pencampuran Epoxy dengan Aspal Emulsi ....................................... 88
4.10 Pemeriksaan CAED dengan Metode Modifikasi Marshall .............. 89
4.10.1 Pembuatan Benda Uji Campuran Aspal Emulsi Dingin ....... 89
4.10.2 Pengujian CAED dengan Metode Modifikasi Marshall ........ 91
4.11 Uji Indirect Tensile Modulus (ITM) ................................................ 92
4.12 Uji Deformasi Permanen (Permanent Deformation / Creep Test) ... 98
4.13 Indirect Tensile Fatigue (ITFT) Test ................................................. 100
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................... 103
5.1 Pengujian Agregat ............................................................................. 103
5.1.1 Pengujian Agregat Kasar........................................................ 103
5.1.2 Pengujian Agregat Halus........................................................ 106
5.2 Pengujian Berat Jenis Filler .............................................................. 107
5.3 Estimasi Kadar Aspal Emulsi ............................................................ 108
5.4 Tes Penyelimutan (Coating Test) ...................................................... 108
5.5 Menentukan Energi Pemadatan ......................................................... 108
5.6 Analisis Karakteristik CAED Berdasarkan Variasi Kadar Aspal...... 109
5.6.1 Density.................................................................................... 109
5.6.2 Stabilitas Rendaman ............................................................... 110
5.6.3 Void in Mix (VIM) .................................................................. 112
5.6.4 Penyerapan Air ....................................................................... 113
5.6.5 Tebal Film Aspal (TFA)......................................................... 114
5.6.6 Flow........................................................................................ 114
xi
5.6.7 Void filled with bitumen (VFB) .............................................. 115
5.6.8 Void in Mineral Aggregate (VMA)........................................ 116
5.7 Penentuan Kadar Aspal Residu Optimum (KARO) .......................... 117
5.8 Stabilitas Sisa..................................................................................... 118
5.9 Rancangan CAED dengan Epoxy sebagai Bahan Tambah................ 118
5.10 Analisis Karakteristik CAED dengan Epoxy sebagai Bahan
Tambah .............................................................................................. 119
5.10.1 Density.................................................................................... 119
5.10.2 Stabilitas Rendaman ............................................................... 120
5.10.3 Void in Mix (VIM) ................................................................. 121
5.10.4 Penyerapan Air ....................................................................... 122
5.10.5 Tebal Film Aspal (TFA)......................................................... 123
5.10.6 Flow........................................................................................ 124
5.10.7 Void Filled with Bitumen (VFB) ............................................ 125
5.10.8 Void in Mineral Aggregate (VMA)........................................ 126
5.11 Penentuan Kadar Epoxy Optimum (KEO) ........................................ 126
5.12 Modulus Kekakuan Tarik Tak Langsung (Indirect Tensile Stiffness
Modulus-ITSM), ketahanan deformasi (rangkak-creep), dan
kelelahan (Indirect Tensile Fatigue-ITF) CAED dengan epoxy
sebagai bahan tambah pada kondisi full curing ................................. 127
5.13 Indirect Tensile Stiffness Modulus (ITSM) ........................................ 128
5.14 Indirect Tensile Fatigue (ITF) ........................................................... 129
5.15 Pengujian Rangkak (Creep) .............................................................. 132
5.15.1 Pengujian Rangkak Dinamis (Dynamic Creep) ..................... 132
5.15.2 Kemiringan Rangkak Dinamis (Dynamic Creep Slope) ........ 135
5.16 Rangkuman Karakteristik CAED ...................................................... 136
BAB VI SIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 137
6.1 Simpulan ............................................................................................ 137
6.2 Saran .................................................................................................. 143
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 145
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Lapis Perkerasan Jalan ............................................................. 7
Gambar 2. 2 Contoh khas macam-macam gradasi agregat ........................... 16
Gambar 2. 3 Susunan butir-butir agregat berbentuk bulat ............................ 18
Gambar 2. 4 Susunan butir-butir agregat berbentuk kubus ........................... 18
Gambar 2. 5 Pertimbangan Volume Pori Agregat untuk Penentuan SG ....... 20
Gambar 2. 6 Miscelles ion pada aspal emulsi yang stabil ............................. 29
Gambar 2. 7 Mekanisme penggabungan dan pelekatan aspal emulsi ke
permukaan agregat. ................................................................... 29
Gambar 2. 8 Ilustrasi skematis Potensi Zeta. ................................................ 32
Gambar 2. 9 Persentase aplikasi plastik epoxy pada berbagai bidang ........... 39
Gambar 2. 10 Komponen Campuran Beraspal Secara Volumetrik ................. 58
Gambar 2. 11 Capillary soaking ..................................................................... 59
Gambar 2. 12 Contoh penentuan KARO ......................................................... 60
Gambar 2. 13 Ilustrasi gaya tekan dan tarik pada spesimen silinder dengan
beban garis ................................................................................ 62
Gambar 2. 14 Skema konfigurasi ITSM test ................................................... 64
Gambar 2. 15 Indirect Tensile Stiffness Modulus (ITSM) test ........................ 64
Gambar 2. 16 Bentuk Beban Berulang dan Beban Puncak ............................. 65
Gambar 2. 17 Skema konfigurasi creep test .................................................... 66
Gambar 2. 18 Creep test .................................................................................. 67
Gambar 2. 19 Tipikal dynamic creep curve dengan slove curve ..................... 70
Gambar 2. 20 Skema konfigurasi ITFT ........................................................... 73
Gambar 2. 21 Indirect Tensile Fatigue Test (ITFT) ........................................ 73
Gambar 3. 1 Konsep penelitian ..................................................................... 79
Gambar 5. 1 Grafik hubungan antara kadar aspal residu dengan density ..... 110
Gambar 5. 2 Grafik hubungan antara kadar aspal residu dengan stabilitas .. 111
Gambar 5. 3 Grafik hubungan antara kadar aspal residu dengan VIM ......... 112
Gambar 5. 4 Grafik hubungan antara kadar aspal residu dengan
penyerapan air .......................................................................... 113
xiii
Gambar 5. 5 Grafik hubungan antara kadar aspal residu dengan TFA ......... 114
Gambar 5. 6 Grafik hubungan antara kadar aspal residu dengan flow .......... 115
Gambar 5. 7 Grafik hubungan antara kadar aspal dengan VFB .................... 116
Gambar 5. 8 Grafik hubungan antara kadar aspal dengan VMA rata-rata .... 117
Gambar 5. 9 Bar Chart karakteristik CAED dengan variasi kadar aspal
residu ........................................................................................ 118
Gambar 5. 10 Grafik hubungan antara kadar epoxy dengan density ............... 119
Gambar 5. 11 Grafik hubungan antara kadar epoxy dengan stabilitas
rendaman .................................................................................. 120
Gambar 5. 12 Grafik hubungan antara kadar epoxy dengan VIM ................... 121
Gambar 5. 13 Grafik hubungan antara kadar epoxy dengan penyerapan air ... 122
Gambar 5. 14 Grafik hubungan antara kadar epoxy dengan TFA ................... 123
Gambar 5. 15 Grafik hubungan antara kadar epoxy dengan flow ................... 124
Gambar 5. 16 Grafik hubungan antara kadar epoxy dengan VFB ................... 125
Gambar 5. 17 Grafik hubungan antara kadar epoxy dengan VMA ................. 126
Gambar 5. 18 Bar Chart karakteristik CAED dengan variasi kadar epoxy..... 127
Gambar 5. 19 Grafik Hubungan Pengulangan Pembebanan dengan
Tegangan .................................................................................. 130
Gambar 5. 20 Grafik Hubungan Pengulangan Pembebanan Dengan
Regangan .................................................................................. 130
Gambar 5. 21 Grafik Hubungan Regangan Dengan Pengulangan Beban ....... 131
Gambar 5. 22 Grafik Regangan Rangkak Dinamis (Dynamic Creep Strain) . 133
Gambar 5. 23 Grafik Kekakuan Rangkak Dinamis (Dynamic Creep
Stiffness) ................................................................................... 134
Gambar 5. 24 Kemiringan Rangkak Dinamis (Dynamic Creep Slope) .......... 135
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Spesifikasi dan kegunaan aspal emulsi ......................................... 33
Tabel 2. 2 Persyaratan gradasi agregat kasar ................................................. 48
Tabel 2. 3 Persyaratan gradasi agregat halus ................................................. 49
Tabel 2. 4 Gradasi CAED Bergradasi Rapat .................................................. 50
Tabel 2. 5 Spesifikasi Karakteristik CAED.................................................... 51
Tabel 2. 6 Poisson rasio untuk perhitungan modulus kekakuan .................... 63
Tabel 2. 7 Tipikal kemiringan minimum tes creep dinamik .......................... 69
Tabel 4. 1 Proporsi Campuran Agregat DGEM Type IV ............................... 85
Tabel 4. 2 Kebutuhan Agregat dan Aspal Emulsi .......................................... 87
Tabel 4. 3 Standar set up parameters uji ITM (ITSM) .................................. 95
Tabel 4. 4 Standar set up parameters uji Permanent Deformation (Creep) .. 99
Tabel 4. 5 Perhitungan beban ITFT................................................................ 100
Tabel 4. 6 Standard Set up parameters ITFT ................................................. 101
Tabel 4. 7 Hasil pengujian agregat kasar ....................................................... 105
Tabel 4. 8 Hasil pengujian agregat kasar ....................................................... 107
Tabel 5. 1 Stabilitas Marshall Rendaman dan Porositas terhadap Energi
Pemadatan ..................................................................................... 109
Tabel 5. 2 Pengujian Kekakuan (Stiffness) Campuran CAED ....................... 128
Tabel 5. 3 Regangan pada pembebanan (Nf) satu juta (106) kali ................... 131
Tabel 5. 4 Nf pada regangan 100 με............................................................... 132
Tabel 5. 5 Rangkuman karakteristik CAED vs CPHMA ............................... 136
xv
DAFTAR ISTILAH
Adhesi = Gaya tarik-menarik antar molekul yang tidak sejenis.
Agregat = Sekumpulan butir-butir batu pecah, kerikil, pasir atau
mineral lainnya berupa hasil alam atau buatan.
Aspal = Material perekat yang berasal dari salah satu hasil
proses destilasi minyak bumi.
Aspal Emulsi = Campuran aspal dengan air dan bahan pengemulsi.
Bahan Pengisi (Filler) = Agregat yang lolos saringan No.200.
CAED = Campuran Aspal Emulsi Dingin.
CPHMA = Cold Paving Hot Mix Asbuton.
CMS = Cationic Medium Setting.
CRS = Cationic Rapid Setting
CSS = Cationic Slow Setting.
Curing = Pengkondisian sampel.
Emulsifier = Pengemulsi berupa larutan untuk memberikan muatan
listrik pada permukaan butiran aspal dalam sistem
emulsi.
Epoxy = Termoset epoxide polimer yang mengeras bila
dicampur dengan agen katalisator atau hardener.
ESA = Equivalent Standard Axle
Flow (kelelehan) = Nilai flow yang diperoleh dari pengujian Marshall.
Gradasi = Distribusi partikel-partikel agregat berdasarkan ukuran
butir.
xvi
Katalis = Suatu zat yang mempercepat laju reaksi reaksi kimia
pada suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau
terpakai oleh reaksi itu sendiri.
Kohesi = Gaya tarik-menarik antar molekul yang sama.
LVDT = Linear Variabel Differential Transformer
TFA = Tebal Film 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
campuran aspal padat.
VMA = Voids in Mineral Aggregates, volume pori diantara
butir-butir agregat di dalam campuran aspal padat,
dinyatakan dalam % terhadap volume bulk campuran
aspal padat.
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A ................................................................................................ 148
LAMPIRAN B ................................................................................................ 153
LAMPIRAN C ................................................................................................ 155
LAMPIRAN D ................................................................................................ 160
LAMPIRAN E ................................................................................................ 171
LAMPIRAN F ................................................................................................ 175
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Peningkatan jumlah dan berat kendaraan sangat mempengaruhi kinerja
perkerasan. Beban yang besar dan berulang dapat menyebabkan Deformasi dan
kelelahan (fatigue) berkurangnya umur pelayanan dari perkerasan. Deformasi dan
Kelelahan (fatigue) adalah kerusakan yang paling sering dialami oleh perkerasan
jalan aspal, sehingga menyebabkan umur pelayanan perkerasan berkurang
(Moghaddam, et al, 2011). Dampak lainnya adalah pembengkakan pada biaya
pemeliharaan dan konstruksi jalan.
Salah satu jenis campuran yang sedang dikembangkan adalah Campuran
Aspal Emulsi Dingin (CAED). CAED adalah campuran antara agregat dengan aspal
emulsi. Keunggulan dari CAED antara lain: sangat cocok dikembangkan di negara
beriklim tropis seperti Indonesia, karena untuk meningkatkan kekuatan campuran,
diperlukan panas untuk menguapkan kandungan air yang ada di dalam campuran
(Thanaya, 2012); Teknologi campuran aspal dingin dapat memberikan efisiensi
energi sampai dengan 40% (Dinnen, 1998); CAED sangat aman dalam pengerjaan,
karena tidak memerlukan pemanasan (Thanaya, 2012).
Selain kelebihan tersebut, CAED juga memiliki beberapa kelemahan.
Menurut Thanaya (2012), secara umum ada tiga kelemahan utama CAED, yaitu
kekuatan lemah pada umur awal, memerlukan waktu curing yang lama (penguapan
kandungan air untuk meningkatkan kekuatan), dan porositas tinggi. CAED
memerlukan energi pemadatan yang tinggi, karena saat dipadatkan pada suhu
1
2
ruang, butiran aspal emulsi semakin berikatan yang menyebabkan campuran
menjadi semakin kaku. Campuran yang kaku memerlukan energi pemadatan yang
lebih tinggi untuk mencapai porositas yang diisyaratkan.
Untuk mengatasi kelemahan CAED dan juga untuk mengatasi deformasi
dan kelelahan (fatigue) yang sering terjadi pada perkerasan, digunakan epoxy
sebagai bahan tambah. Menurut Wikipedia (2015), epoxy atau polyepoxide adalah
termoset epoxide polimer yang mengeras (polimerisasi dan crosslinks) bila
dicampur dengan agen katalisator atau hardener. Sifat epoxy yang unggul, antara
lain: adhesi yang baik, kekuatan tarik yang tinggi, dan masa curing yang relatif
cepat. Epoxy yang berbasis polimer telah banyak digunakan untuk pekerjaan
struktural, coating, dan perekat bahan dalam banyak aplikasi pada bidang.
Beberapa penelitian yang telah dilakukan dengan menggunakan epoxy,
seperti penelitian yang dilakukan oleh Ronghui dan Yuanhang (2007) tentang Aspal
Emulsi yang Dimodifikasi dengan Epoxy Resin dan Styrene-Butadiene Rubber
Emulsion. Pada penelitian tersebut, didapatkan kelebihan aspal emulsi modifikasi,
yaitu meningkatkan sifat mekanik aspal. Aspal emulsi modifikasi dapat mengurangi
atau bahkan menghilangkan deformasi permanen yang disebabkan oleh tekanan
roda.
Penelitian yang dilakukan oleh Sang dan Zhandong (2007), dibandingkan
dengan Stone Matrix Asphalt (SMA) Mix dan Mastic Asphalt (MA) Mix, campuran
aspal dengan epoxy yang dikembangkan secara lokal menghasilkan ketahanan
terhadap kelelahan dan deformasi permanen yang lebih baik. Campuran tersebut
3
juga menunjukan ketahanan yang lebih baik pada suhu rendah dan kerusakan
terhadap pelembaban (air) secara signifikan.
Penelitian lainnya yang masih berhubungan adalah yang dilakukan oleh
Moghaddam, et al (2011), yang mengulas kinerja kelelahan (fatigue) dan deformasi
dari Campuran Asphalt Concrete (AC) dengan serat dan polimer sebagai aditif.
Hasil yang disimpulkan yaitu: campuran dengan gradasi agregat yang lebih kasar
dan kadar aspal yang tinggi memiliki umur kelelahan yang rendah, meskipun
gradasi agregat yang lebih kasar dan kadar aspal yang tinggi akan meningkatkan
kinerja terhadap deformasi; karakteristik dari kelelahan dan rutting AC dapat
ditingkatkan dengan menambahkan berbagai jenis aditif, seperti jenis polimer dan
serat. Johnston dan Gayle (2009) menyatakan bahwa rentang dari kadar polymer
yang direkomendasikan umumnya antara 2% sampai 10% berdasarkan berat residu
aspal, yang mana mayoritas penelitian, standar, dan spesifikasi manufaktur
menyebutkan bahwa kadar polymer berkisar 3% sampai 5%. Sehubungan dengan
hal tersebut, perlu adanya penelitian tentang analisis karakteristik Campuran Aspal
Emulsi Dingin (CAED) dengan epoxy sebagai bahan tambah.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang dikemukakan berkaitan dengan analisis
karakteristik Campuran Aspal Emulsi Dingin (CAED) dengan epoxy resin sebagai
bahan tambah, adalah:
1. Bagaimana karakteristik CAED pada Kadar Aspal Residu Optimum (KARO)?
2. Bagaimana karakteristik CAED pada Kadar Aspal Residu Optimum (KARO)
dengan epoxy sebagai bahan tambah?
4
3. Bagaimana Modulus Kekakuan Tarik Tak Langsung (Indirect Tensile Stiffness
Modulus-ITSM), ketahanan deformasi (rangkak-creep), dan kelelahan (Indirect
Tensile Fatigue-ITF) CAED dengan epoxy sebagai bahan tambah pada kondisi
full curing?
1.3 Tujuan Penelitian
1. Untuk menganalisis karakteristik CAED pada Kadar Aspal Residu Optimum
(KARO).
2. Untuk menganalisis karakteristik CAED pada Kadar Aspal Residu Optimum
(KARO) dengan epoxy sebagai bahan tambah.
3. Untuk menganalisis Modulus Kekakuan Tarik Tak Langsung (Indirect Tensile
Stiffness Modulus-ITSM), ketahanan deformasi (rangkak-creep), dan kelelahan
(Indirect Tensile Fatigue-ITF) CAED dengan epoxy sebagai bahan tambah pada
kondisi full curing.
1.4 Manfaat Penelitian
1. Bagi praktisi/instansi terkait adalah sebagai tambahan informasi kepada pihak-
pihak terkait tentang penggunaan CAED untuk diaplikasikan sebagai bahan
perkerasan jalan di Indonesia dan memperkenalkan epoxy sebagai alternatif
aditif jenis baru yang dapat digunakan untuk meningkatkan kekuatan benda uji.
2. Bagi Peneliti adalah sebagai bahan acuan untuk diteliti dan dikembangkan agar
tercipta aditif yang memiliki lebih banyak keunggulan dibanding yang sudah
ada selama ini.
5
1.5 Batasan Penelitian
Batasan penelitian dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Karakteristik CAED yang ditinjau berdasarkan pada Spesifikasi Campuran
Aspal Emulsi Dingin yang dibuat oleh Departemen Pekerjaan Umum Tahun
1991.
2. Epoxy yang digunakan adalah merk AOI GROUT dari Hi-Spec Chemical
Building Material Pte Ltd., Singapore.
3. Perbandingan epoxy dengan hardener yang digunakan adalah 3:1. Ada di dalam
brosur, dan digunakan di dalam pekerjaan jembatan (grouting).
4. Karakteristik aspal emulsi CSS-1h (produksi PT. Triasindomix) dan epoxy
(produksi Hi-Spec Chemical Building Material Pte Ltd.) menggunakan data
sekunder.
5. Pada pengujian Modulus Kekakuan Tarik Tak Langsung (Indirect Tensile
Stiffness Modulus-ITSM), ketahanan deformasi (rangkak-creep), dan kelelahan
(Indirect Tensile Fatigue-ITF) menggunakan CAED dengan epoxy optimum.
6. Hasil analisis Modulus Kekakuan Tarik Tak Langsung (Indirect Tensile
Stiffness Modulus-ITSM), ketahanan deformasi (rangkak-creep), dan kelelahan
(Indirect Tensile Fatigue-ITF) CAED dengan epoxy sebagai bahan tambah pada
kondisi full curing akan menampilkan CPHMA. CPHMA (Cold Paving Hot
Mix Asbuton) adalah campuran beraspal panas yang mengandung agregat
bergradasi tertentu, asbuton butir, bahan peremaja, dan bahan tambah lain bila
diperlukan, yang sudah dicampur dengan baik sehingga siap hampar dan
dipadatkan secara dingin (temperatur udara 30 °C) untuk membuat perkerasan