ANALISA PERBANDINGAN

PENGGUNAAN SEMEN PORTLAND

DAN FLY ASH SEBAGAI FILLER PADA

ASPHALT CONCRETE – WEARING

COURSE (AC-WC)

Michael Christianto Tanzil

Binus University, Jakarta, DKI Jakarta, Indonesia

Abstrak

AC-WC sebagai lapis aus ke-2 dalam lapisan jenis aspal beton merupakan lapisan yang

terletak paling atas dalam perkerasan lentur. Pada penelitian ini akan dibahas mengenai

penggunaan filler semen Portland dan fly ash dengan variasi 100% PC, 60% PC - 40% FA,

50% PC – 50% FA, 40% PC – 60% FA, dan 100% FA. Properti Marshall yang akan ditinjau

pada penelitian kali ini adalah stabilitas dan kepadatan. Alasan penggunaan semen Portland

dan fly ash sebagai filler pada penelitian kali ini karena kedua bahan tersebut sudah biasa

digunakan sebagai material pembentuk konstruksi beton dan sudah teruji kekuatannya. Selain

itu kemudahan mendapatkan kedua material tersebut juga menjadi salah satu pertimbangan.

Setelah dilakukan pengujian agregat, aspal dan material filler yang akan digunakan,

dilanjutkan dengan pembuatan benda uji dengan kadar aspal rencana yang telah ditentukan.

Setelah didapatkan kadar aspal optimum untuk masing-masing variasi filler, dilakukan tes

Marshall untuk mendapatkan nilai stabilitas dan kepadatan. Metode yang digunakan pada

penelitian kali ini adalah metode Marshall dengan 2x75 tumbukan. Seluruh sifat Marshall

yang didapatkan pada pengujian sudah memenuhi persyaratan yang telah ditetapkan oleh

Departemen Pekerjaan Umum. Dalam penelitian ini didapatkan nilai kadar aspal optimum

untuk campuran beraspal dengan menggunakan variasi filler adalah sebesar 6,2%. Nilai

stabilitas tertinggi didapatkan dengan komposisi 100% PC dengan nilai 1222,85 kg.

Sedangkan nilai kepadatan untuk berbagai komposisi filler didapatkan nilai 2,35 gr/cm3.

Kata Kunci : Semen Portland, fly ash, Marshall, stabilitas, kepadatan.

1. Latar Belakang

Semen Portland adalah salah satu material yang sering digunakan untuk

berbagai jenis pekerjaan konstruksi, sehingga penggunaan semen Portland

memberikan peluang alternatif sebagai salah satu material penyusun campuran

beraspal. Material tersebut adalah bahan non plastis yang telah disetujui oleh

Departemen Pekerjaan Umum sebagai filler pada campuran beraspal panas. Selain itu

keberadaan semen Portland banyak dijumpai di tempat penjualan material bangunan,

sehingga untuk mendapatkan semen Portland tersebut relatif lebih mudah

dibandingkan dengan material lainnya.

Adapun material fly ash sering digunakan dalam struktur bangunan untuk

mendapatkan beton dengan kekuatan yang cukup tinggi. Oleh karena itu ada

kemungkinan jika material fly ash digunakan sebagai salah satu bahan campuran

beraspal panas, maka parameter-parameter yang terdapat pada campuran beraspal

tersebut akan meningkat.

Semua material campuran yang dirancang dalam spesifikasi tersebut untuk

memenuhi kadar aspal yang cocok, rongga udara, stabilitas, kelenturan dan keawetan

dari campuran beraspal tersebut. Salah satu jenis dari campuran beraspal tersebut

adalah Laston Lapis Aus Permukaan (AC-WC).

2. Tujuan dan Manfaat Penilitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membandingkan penggunaan semen

Portland dengan fly ash sebagai filler dalam campuran beraspal ditinjau dari stabilitas

dan kepadatan yang akan dihasilkan dari campuran-campuran tersebut.

Manfaat penelitian ini diharapkan bisa memberikan pemahaman dan

menambah wawasan mengenai pengaruh penggunaan semen Portland dengan fly ash

sebagai filler dalam campuran beraspal panas, khususnya AC-WC sebagai lapis aus ke-

2 permukaan perkerasan lentur ditinjau terhadap sifat Marshall (stability, flow, Void in

Mineral Aggregate (VMA), Void in the Mix (VIM), Void Filled with Asphalt (VFA) dan

Marshall Quotient).

3. Lingkup Penelitian

Dalam penelitian kali ini, batasan masalah yang akan digunakan adalah :

Agregat kasar dan agregat halus yang akan digunakan berasal dari Sudamanik dan

digunakan pada Asphalt Mixing Plant (AMP) PT. Subur Brothers Jakarta.

Bahan pengisi campuran (filler) dengan kadar 1,5% berupa semen Portland dengan

fly ash.

Bahan aspal menggunakan aspal PERTAMINA dengan penetrasi 60/70

Pencampuran menggunakan spesifikasi yang dikeluarkan Departemen Pekerjaan

Umum, dalam “Manual Pekerjaan Campuran Beraspal Panas”, Ditjen Bina Marga

2008.

Penelitian benda uji variasi kadar filler semen Portland dan fly ash adalah 100%

semen Portland, 50% semen Portland + 50% fly ash, 60% semen Portland + 40% fly

ash, 40% semen Portland + 60% fly ash, 100% fly ash.

Variasi kadar aspal yang digunakan 5%, 5,5%, 6%, 6,5% dan 7%

Metoda pengujian menggunakan metoda Marshall dengan 2x75 kali tumbukan.

4. Metodologi

Penelitian ini dimulai dengan mengidentifikasi masalah yang terkait dengan

topik pembahasan penelitian. Adapun masalah tersebut adalah terjadinya kerusakan

pada lapis perkerasan jalan akibat pengaruh cuaca dan repetisi beban lalu lintas,

sehingga diperlukan penelitian lebih lanjut untuk memperbaiki stabilitas campuran

beraspal. Pada penelitian ini, hasil analisa dari benda uji yang akan dibuat akan

menjadi kesimpulan penelitian.

Pengumpulan data dalam penelitian ini dilakukan dengan mengumpulkan data

tes Marshall dari benda uji yang akan dibuat. Seluruh kriteria hasil Marshall yang

didapatkan mengacu pada standar yang telah ditetapkan oleh Departemen Pekerjaan

Umum.

2.1 Hasil Perencanaan Gradasi Agregat Campuran

Hasil perhitungan dan penyesuaian proporsi masing-masing agregat campuran

tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.1

Gambar 4.1 Skema Kurva Gradasi Agregat Campuran

2.2 Hasil Pengujian Kualitas Material

Pengujian kualitas material dalam campuran beraspal panas ini terdiri dari

material agregat dan aspal. Sedangkan material agregat itu sendiri terdiri dari Hot Bin I

– IV. Hasil dari pengujian kualitas material tersebut sangat mempengaruhi parameter-

parameter campuran yang akan dibuat.

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Agregat Kasar

No. Jenis Pengujian Metoda Pengujian Hasil

Pengujian Persyaratan

1 Berat jenis bulk SNI 03-1969-2008 2,54 -

2 Berat jenis SSD SNI 03-1969-2008 2,6 -

3 Berat jenis apparent SNI 03-1970-2008 2,69 -

4 Penyerapan air SNI 03-1969-2008 2,2 maks. 3%

5 Abrasi dengan mesin Los Angeles SNI 03-2417-1991 18 maks. 40%

6 Kelekatan agregat terhadap aspal SNI 03-2439-1991 95 min. 95%

7 Indeks kepipihan RSNI T-01-2005 0,2 maks. 25%

8 Indeks kelonjongan RSNI T-01-2005 0 maks. 10%

9 Material lolos saringan no. 200 SNI 03-4142-1996 0,2 maks. 1%

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Agregat Halus

No. Jenis Pengujian Metoda Pengujian Hasil

Pengujian Persyaratan

1 Berat jenis bulk SNI 03-1969-2008 2,59 -

2 Berat jenis SSD SNI 03-1969-2008 2,64 -

3 Berat jenis apparent SNI 03-1970-2008 2,73 -

4 Penyerapan air SNI 03-1969-2008 2 maks. 3%

5 Nilai setara pasir SNI 03-4428-1997 51 min. 50%

6 Material lolos saringan no. 200 SNI 03-4142-1996 5 maks. 8%

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Filler

Jenis

Filler Jenis Pengujian Metoda Pengujian Hasil

Pengujian Persyaratan

PC Berat jenis AASHTO T-85-81 3,15 gr/cc -

Lolos saringan

#200 SNI 03-1968-1990 100 % Min 75%

Fly ash Berat jenis AASHTO T-85-81 2,635 gr/cc -

Lolos saringan

#200 SNI 03-1968-1990 100 % Min 75%

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Aspal

No. Jenis Pengujian Metoda Pengujian Hasil

Pengujian Persyaratan

1 Penetrasi; 25°C; 100gr; 5 detik; 0,1 mm SNI 06-2456-1991 65 60 - 70

2 Titik lembek; °C SNI 06-2434-1991 49,8 48 - 58

3 Titik nyala; °C SNI 06-2433-1991 307 min. 200

4 Daktilitas; 25°C; cm SNI 06-2432-1991 > 140 min. 100

5 Berat jenis; gr/cc SNI 06-2441-1991 1,03 min. 1,0

6 Kelarutan dalam Tricilor Ethylen; %berat SNI 06-2438-1991 99,14 min. 99

7 Penurunan berat (dg. TFOT); %berat SNI 06-2440-1991 0,0253 maks. 0,8

8 Penetrasi setelah penurunan berat; %asli SNI 06-2456-1991 80 min. 54

9 Daktilitas setelah penurunan berat; %asli SNI 06-2432-1991 > 140 min. 100

Proses pengujian Marshall dapat dilakukan setelah seluruh persyaratan material,

berat jenis, penyerapan aspal dan perkiraan kadar aspal rencana telah terpenuhi.

Proses pengujian Marshall untuk kadar aspal rencana dengan proporsi filler yang

telah ditentukan dapat dilakukan setelah seluruh persyaratan material, berat jenis,

penyerapan aspal telah terpenuhi. Hasil pengujian Marshall tersebut dapat dilihat pada

Tabel 4.5.

Tabel 4.5 Hasil Pengujian Marshall pada Kadar Aspal Rencana

5 5,5 6 6,5 7

100% PC 2,38 2,37 2,35 2,34 2,32

60%PC - 40%FA 2,38 2,37 2,35 2,34 2,32

50%PC - 50%FA 2,37 2,37 2,35 2,34 2,32

40%PC - 60%FA 2,37 2,37 2,34 2,33 2,32

100%FA 2,37 2,36 2,34 2,33 2,32

Normal 2,37 2,36 2,34 2,33 2,32

100% PC 1055,86 1208,36 1222,85 1246,03 1188,07

60%PC - 40%FA 1048,73 1184,42 1190,62 1201,56 1157,38

50%PC - 50%FA 1037,26 1080,71 1140,52 1158,29 1060,75

40%PC - 60%FA 1023,15 1085,82 1162,75 1199,24 1057,94

100%FA 983,76 1050,65 1100,53 1141,64 1080,54

Normal 950,82 980,55 1020,85 1012,79 980,55

100% PC 2,29 2,67 3,06 3,18 3,18

60%PC - 40%FA 2,15 2,54 2,95 3,12 3,13

50%PC - 50%FA 2,17 2,76 2,77 2,92 2,89

40%PC - 60%FA 2,08 2,35 2,56 2,8 3,12

100%FA 2,13 2,73 3,23 3,35 3,32

Normal 2,41 3,09 3,21 3,43 3,46

100% PC 17,13 16,15 16,45 17,31 17,93

60%PC - 40%FA 17,02 16,12 16,32 18,01 18,21

50%PC - 50%FA 16,53 15,81 17,26 17,74 18,41

40%PC - 60%FA 16,75 15,93 17,59 18,01 18,31

100%FA 17,92 17,21 17,58 18,16 18,82

Normal 18,75 18,33 18,38 18,06 18,71

100% PC 64 74,91 80,45 82,46 85,65

60%PC - 40%FA 62,13 73,57 77,18 80,14 83,75

50%PC - 50%FA 59,9 69,12 75,79 79,24 82,54

40%PC - 60%FA 61,65 69,84 74,91 81,25 83,88

100%FA 63,78 70,41 73,78 83,56 86,02

Normal 56,59 64,28 70,27 78,2 81,05

100% PC 6,32 4,05 3,22 3,05 2,62

60%PC - 40%FA 6,41 4,35 3,44 3,22 3,08

50%PC - 50%FA 6,23 4,7 3,75 3,35 3,23

40%PC - 60%FA 6,24 4,85 3,74 3,31 3,22

100%FA 6,18 4,87 3,72 3,29 3,22

Normal 8,14 6,55 5,46 3,94 3,55

Sifat Marshall

VFA (%)

VIM (%)

Variasi FillerKadar aspal

Density (gr/cm3)

Stabilitas (kg)

Flow (mm)

VMA (%)

Selanjutnya perbandingan nilai stabilitas dan kepadatan dari variasi filler dapat

terlihat pada Gambar 4.2 dan Gambar 4.3.

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Stabilitas pada Kadar Aspal Rencana

Gambar 4.3 Grafik Hubungan Density pada Kadar Aspal Rencana

5. KESIMPULAN

1. Pada uji Marshall dengan kadar aspal rencana, seluruh sifat-sifat Marshall yang

didapatkan mempunyai hasil yang hampir sama untuk masing-masing jenis

campuran dengan 5 macam komposisi filler.

2. Penggunaan fly ash sebagai opsi variasi filler pada campuran beraspal tidak

menghasilkan peningkatan nilai properti Marshall yang cukup signifikan.

3. Nilai stabilitas paling tinggi didapatkan dengan komposisi filler 100% PC dengan

KAO 6,2%, dan didapatkan nilai stabilitas 1222,85 kg.

4. Nilai kepadatan paling tinggi didapatkan dengan komposisi filler 100% PC dengan

KAO 6,2%, dan didapatkan nilai 2,348 gr/cm3.

5. Stabilitas dengan komposisi filler 100% PC mengalami kenaikan sebesar 204,85 kg

atau 16,75% jika dibandingkan dengan kadar aspal normal.

6. Tingkat kepadatan antara komposisi filler 100%PC dengan kadar aspal normal

relatif sama, yaitu sebesar 2,34 gr/cm3.

7. Campuran dengan menggunakan filler 100% PC memiliki parameter Marshall yang

lebih tinggi jika dibandingkan dengan variasi filler 50% semen Portland + 50% fly

ash, 60% semen Portland + 40% fly ash, 40% semen Portland + 60% fly ash, 100%

fly ash.

6. SARAN

1. Pada lalulintas dengan beban kendaraan berat, sebaiknya menggunakan campuran

AC-WC dengan filler 100% PC, yang mana lebih bisa menahan stabilitas dan

kepadatan lebih baik dibandingkan dengan menggunakan material fly ash.

2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan kadar aspal dan material filler

lainnya agar dapat menghasilkan hasil yang lebih maksimal.

DAFTAR PUSTAKA

[1] _________, Departemen Pekerjaan Umum, Direktorat Jendral Bina Marga. (2008).

Manual Pekerjaan Campuran Beraspal Panas.

[2] _________, Departemen Pekerjaan Umum, Direktorat Jendral Bina Marga. (1983).

Petunjuk Pelaksanaan Lapis Aspal Beton (Laston).

[3] American Association of State Highway and Tranportation Officials (AASHTO).

(1986). AASHTO M17-83 Mineral Filler for Bituminous Paving Mixture [ page 3 ].

AASHTO, Washington, DC.

[4] Annual Book of ASTM Standard. (1994). ASTM C618-93 Standard Specification for

Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolans for Use as a Mineral Admixture in

Portland Cement Concrete [ page 310 ]. Volume 04.02.

[5] British Standards Institution. (1992). BS 812 Part I : Specification for Aggregates from

Natural Source for Concrete [ page 17 ]. British Standards Institution, London.

[6] Brown, E. Ray. (2005). Journal of ASTM International. Volume 2 No. 5. www.astm.org

[7] Harold N. Atkins, (1997), Highway Materials, Soild and Concretes, 3th Edition Edition

Prentice Hall, New Jersey

[8] Kerbs, R.D. and Walker, R.D., (1971), Highway Materials, McGraw Hill, New York.

[9] Nadhim, M. Louay. (2003). STP1469 Performance Test for Hot Mix Asphalt ( HMA )

Including Fundamental and Empirical Procedures. USA.

[10] Oglesby, Clarkson H. (1975). Highway Engineering. Wiley Publishing, United States.

[11] Putrowijoyo, Rian, (2006), Kajian Laboratorium Sifat Marshall dan Durabilitas

Asphalt Concrete – Wearing Course (AC-WC) dengan Membandingkan Penggunaan

Antara Semen Portland dan Abu Batu sebagai Filler, Tesis Magister Undip, Semarang.

[12] Robinson, H. L. (2004). Polymers in Asphalt. Tarmac, Ltd., UK

[13] Sukirman, S, (2003), Beton Aspal Campuran Panas, Nova, Bandung

[14] Watson, J. (1994), Highway Construction and Maintenance Second Edition, Longman

Scientific & Technical, USA.

[15] Witczak, Matthew W. (1975). Principles Of Pavement Design. Wiley Publishing,

United states.