Contoh Jurnal 25009305 Agung Hari Widianto

1

ANALISIS PENGARUH GRADASI PADA CAMPURAN SPLIT MASTIC ASPHALT (SMA) YANG MENGGUNAKAN ADITIF ASBUTON MURNI UNTUK

PERKERASAN BANDARA

Agung Hari Widianto

Program Studi Magister Teknik Sipil

Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan

Institut Teknologi Bandung

Jl. Ganesha No. 10 Bandung 40132

Telp./Fax: 62-22-2534167

Email:[email protected]

Bambang Sugeng Subagio Program Studi Magister Teknik Sipil




Telp./Fax: 62-22-2534167

email: [email protected]

Harmein Rahman Program Studi Magister Teknik Sipil




Telp./Fax: 62-22-2534167


Nasuhi Zain Program Studi Magister Teknik Sipil




Telp./Fax: 62-22-2534167


Abstrak –Penelitian ini dimaksudkan untuk mengetahui pengaruh gradasi pada campuran Split Mastic

Asphalt (SMA) yang menggunakan Aspal Buton sebagai aditif yang diharapkan mampu memperbaiki kualitas

aspal dan kinerja dari campuran perkerasan runway. Aspal Buton murni yang digunakan sebagai aditif

diambil dari deposit Lawele.Gradasi yang digunakan dalam campuran diambil menurut peraturan British

Standard yaitu D5, D12 dan D22. Pada masing masing gradasi tersebut digunakan aspal pen 60/70 yang

mengandung Aspal Buton sebesar 0%, 2% dan 6%. Hasil pengujian sifat fisik campuran aspal diperoleh

bahwa nilai penetrasi semakin turun seiring dengan bertambahnya kadar Aspal Buton tetapi memiliki nilai

titik lembek yang semakin tinggi. Kinerja campuran hasil uji perendaman Marshall menunjukkan campuran

D12 memiliki ketahanan terhadap pengaruh air dan temperatur lebih baik (IKS = 93,0%) dibandingkan

campuran lainnya. Hasil uji UMATTA pada temperatur 32°C dan 45°C sesuai peraturan FAA 2009

mendapatkan dua campuran yang masuk kedalam syarat minimal yang ditetapkan oleh FAA yaitu D12

Asbuton 6% dan D5 Asbuton 6%. Secara umum, dari hasil pengujian dilakukan, penggunaan AsButon sebagai

aditif dapat dijadikan alternatif dalam struktur perkerasan aspal runway bandara, terutama pada campuran

gradasi D12 Asbuton 6% dan gradasi D5 Asbuton 6%.

Abstract - This research has aimed on how the gradation effects on Split Mastic Asphalt (SMA) mixtures

using Buton Asphalt as additives which is expected to improve asphalt quality and performance of the

runway pavement mixtures. Fully extracted bitumen Buton used as additive was taken from Lawele deposit

and expected to improve performance of asphalt Pen 60/70. Gradation used in this research was according to

British Standard regulation which are D5, D12 and D22 The result of properties test of asphalt mixtures

showed declining penetration value along with increasing of Buton asphalt level, with high softening point.

The result of Marshall Immersion that used grading of D12 showed better resistance value to a water impact

and temperature (IKS=93%) among the others. The results of UMATTA test at 32° C and 45° C temperature

according to FAA regulations shown that Modulus Resilient values have increased along with Asbuton level,

and got two mixtures in a minimum level that is defined by FAA., They were D12 with 6% Asbuton and D5

with 6% Asbuton. Generally, all test results indicate that using Fully extracted bitumen Buton as additive

could be an alternative in pavement structure of the airport runway, especially the grading of D12 with 6%

Asbuton

Keywords: Stone Mastic Asphalt, Aspal pen 60/70, Aspal Buton Murni, Modulus Resilient, Kelelahan,Runway

Bandara.

2

1. Pendahuluan

1.1. Latar Belakang

Salah satu bagian fasilitas bandara adalah runway, taxiway serta apron yang

peruntukkannya adalah sebagai penunjang sistem di bandara. Untuk runway, taxiway serta

apron, perkerasan adalah hal yang penting untuk diperhatikan dalam membuatnya karena

dengan mengetahui berapa kekuatan perkerasan yang ada maka akan mempengaruhi jenis

pesawat yang akan dapat mendarat di bandara tersebut. Asbuton sebagai sumber kekayaan

alam di Indonesia yang jumlahnya sangat besar,dengan deposit diperkirakan lebih dari 200

juta ton,sampai saat ini belum termanfaatkan secara optimal. Disisi lain kita secara

nasional mengimpor aspal dari luar negeri sebanyak 650.000 ton pertahunnya,dikarenakan

produksi aspal dalam negri yang masih terbatas. Guna mengatasi masalah tersebut baik

dari segi teknis kualitas produk Asbuton, pemenuhan kebutuhan aspal dalam negeri setiap

tahunnya dan memenuhi persyaratan peraturan untuk perkerasan bandara maka perlu

diadakan inovasi teknologi produk Asbuton. Penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan

komposisi campuran aspal minyak (pen 60/70) dengan Asbuton yang tepat dan optimal,

dan akan dibandingkan dengan penggunaan aspal minyak (pen 60/70) yang sudah

digunakan saat ini. Perbandingan dilakukan dengan menggunakan jenis campuran SMA.

1.2. Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Mengetahui karakteristik dan kinerja campuran SMA pada perkerasan bandara dengan

menggunakan aspal minyak (pen 60/70) dan Asbuton murni di laboratorium yang

memakai uji: Marshall, UMATTA dan Dartec.

2. Membandingkan kinerja campuran perkerasan dengan tingkat ketahanan fatique dari

campuran SMA menggunakan aspal minyak (pen 60/70) dan dengan ditambah

Asbuton sebagai bahan aditif pada perkerasan bandara.

1.3. Ruang Lingkup

Kegiatan kegiatan yang akan dilakukan dalam penelitian ini dibatasi pada hal hal

berikut:

1. Jenis campuran beraspal yang digunakan adalah SMA.

2. Material

a. Agregat yang digunakan untuk campuran diambil dari Karawang.

b. Aditif yang digunakan adalah Asbuton murni dengan perbandingan kadar aspal

yaitu: 2% dan 6%.

c. Menggunakan 3 macam gradasi yang mengikuti peraturan BS EN 13108-5-2006

yaitu : gradasi D 5, gradasi D 12, gradasi D 22.

3. Aspal

a. Pada penelitian ini,aspal minyak yang digunakan adalah aspal jenis pen 60/70 yang

diproduksi oleh Shell.

b. Untuk Aspal Buton digunakan adalah deposit di daerah Lawele.

4. Penelitian ini untuk membandingkan nilai fatique yang terjadi pada aspal minyak (pen

60/70) dan dengan ditambah asbuton sebagai aditif.

5. Pengujian yang dilakukan:

a. Pengujian dengan The Universal Material Testing Apparatus (UMATTA) untuk

mengukur nilai Modulus Resilien dari campuran.

b. Pengujian Kelelahan dengan menggunakan alat uji mesin DARTEC.

6. Analisis kimia dan analisis biaya pada modifikasi aspal tidak diteliti.

3

2. Metodologi Penelitian

Rencana kerja dari penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Bagan Alur Penelitian

3. Penyajian Data

3.1. Hasil Pengujian Karakteristik Aspal

Hasil pengujian Karakteristik Aspal pen 60/70 dan Aspal modifikasi dengan

menambahkan kadar Asbuton 2% dan 6% dapat dilihat pada tabel 1dan tabel 2.

4

3.2. Hasil Pengujian Karakteristik Agregat.

Hasil pengujian karakteristik agregat dilakukan dengan mengacu pada peraturan British

Standard. Berikut data karakteristik agregat halus dan kasar pada tabel 3 dan tabel 4

5

3.3. Hasil Pengujian Marshall

Pada uji Marshall yang dilakukan mengacu kepada BS EN 12697-34-2004 dengan

mengacu pada British Standard 598-107-2004. Pada uji ini bertujuan untuk mendapatkan

Nilai kadar aspal optimum, Nilai kadar aspal optimum adalah nilai rata-rata dari kadar

aspal untuk stabilitas maksimum, kepadatan agregat maksimum dan kepadatan campuran

maksimum. Benda uji untuk tiap Kadar Aspal Optimum yang diambil adalah 15 benda uji

yang mewakili kadar aspal untuk 5%,6%,7%,8%,9%. Untuk tiap kadar aspal diwakili oleh

3 benda uji yang hasilnya nantinya di rata rata. Berikut tabel rekapitulasi pengujian pada

masing masing gradasi.

Pada kadar aspal optimum yang dihasilkan, semakin banyak kadar aspal Buton yang

ditambahkan maka nilai KAO nya semakin tinggi.

3.3.1. Nilai IKS

Pengujian Perendaman Marshall merupakan pengujian untuk mengetahui durabilitas

campuran beraspal. Dalam pengujian ini, campuran diukur kinerja ketahanannya terhadap

perusakan oleh air melalui perendaman benda uji pada air panas dengan temperature 60 °C

selama 30 menit dan 24 jam. Tabel 6 menunjukkan hasil IKS tiap campuran yang nilai

kesemuanya diatas 90%, sehingga memenuhi syarat yang ditetapkan Kementrian PU yaitu

>90%.

6

3.4. Hasil Pengujian UMATTA

Pengujian Modulus Resilien dilakukan dengan menggunakan alat ‘Universal Material

Testing Apparatus (UMATTA)’ yaitu menggunakan benda uji diametral seperti benda uji

Marshall dan dibuat pada Kadar Aspal Optimum (KAORef), pengujian mengacu kepada BS

DD213-1993 ( British Standard )

3.5. Hasil Pengujian Kelelahan Dengan Three Point Loading

3.5.1. Perhitungan Beban Pesawat

Perhitungan beban pesawat dilakukan agar mengetahui nilai tegangan yang akan

digunakan untuk pengujian kelelahan,berikut tabel 8 rekapitulasi beban pesawat

7

3.5.2. Hasil Pengujian Kelelahan

Pengujian kelelahan menggunakan alat DARTEC, dan menggunakan kontrol stress

sebagai parameternya.

4. Analisi Data

4.1. Analisi Karakteristik Material

1. Analisis Pengujian

- Penetrasi, Titik Lembek, Kehilangan Berat

Pada nilai penetrasi, nilai semakin kecil seiring dengan bertambahnya kadar AsButon,

dengan mengacu kepada BS 2000-49-2009 maka nilai Asbuton masih memenuhi syarat

yaitu 43 mm,syarat minimum 41 mm. Nilai titik lembek meningkat seiring dengan

bertambahnya kadar Asbuton, pada Asbuton 6% memenuhi syarat sebagai aditif karena

memiliki nilai titik lembek 54°C,syarat minimum aditif adalah 54°C.Dari hasil pengujian

masing masing kadar aspal Buton tidak mengalami penguapan yang besar sehingga tahan

terhadap panas.

8

- Analisis Kepekaan Terhadap Temperatur, pada dasarnya semua jenis aspal bersifat

thermoplastic, yaitu dapat berubah sifat tergantung temperatur dimana bila dipanaskan

menjadi lunak dan menjadi keras bila didinginkan.

Tabel 12. Nilai Penetrasi Indeks

Komposisi 0% RAP

0%

Asbuton

2%

Asbuton

6%

Asbuton

Penetration Index (PI) -0,865 -0,448 -0,547

- Viskositas Saybolt-Furol Kinematis

Untuk aspal pen 60/70 suhu pencampuran dicapai pada 154°C dan suhu pemadatan

dicapai pada 146°C. Sementara untuk aspal yang menggunakan Asbuton sebanyak 2%

suhu pencampuran dicapai pada 159°C dan suhu pemadatan dicapai pada 152°C. Dan

untuk aspal dengan Asbuton sebesar 6% suhu pencampuran dicapai pada 164°C dan suhu

pemadatan dicapai pada 157°C. Sehingga temperatur bertambah seiring dengan

penambahan kadar Asbuton.

- Analisis Agregat

Hasil pengujian karakteristik agregat memenuhi semua standart yang ditetapkan oleh

British Standard

4.2. Analisis Pengujian Marshall

4.2.1. Kepadatan Campuran Maksimum

Dari gambar 2 dapat dilihat bahwa seiring bertambahnya kadar aspal maka

kepadatan campuran akan turut meningkat hingga pada suatu titik kadar aspal optimum

nilai kepadatannya akan menurun

Gambar 2. Kepadatan Maksimum

4.2.2. Kepadatan Agregat Setelah Pemadatan

Sama halnya dengan kepadatan campuran, kepadatan agregat dari gambar 3 dapat

dilihat bahwa seiring bertambahnya kadar aspal maka kepadatan agregat akan turut

meningkat hingga pada suatu titik kadar aspal optimum nilai kepadatannya akan menurun.

9

Gambar 3. Kepadatan Agregat Setelah Pemadatan

4.2.3. Stabilitas

Pada hasil pengujian, perbandingan nilai stabilitas seperti pada gambar 4

mempunyai nilai yang berbeda antara gradasi 5 dengan gradasi 12 dan 22 ,hal ini

diakibatkan karena semakin besar gradasi berarti rongga yang dihasilkan akan semakin

besar dan mempengaruhi stabilitas campuran

Gambar 4. Stabilitas

4.3. Analisis Perendaman Refusall

Pada perendaman refusall dari data tabel 6 dapat dilihat bahwa nilai terbesar pada

D12 dengan Asbuton 2%,sehingga berarti campuran tersebut tahan terhadap suhu tinggi

karena memiliki rongga yang kecil. Secara keseluruhan nilai IKS memenuhi persyaratan

yaitu >90%

4.4. Analisis UMATTA

Pada pegujian UMATTA dilakukan dengan menggunakan dua suhu yaitu 32°C dan

45°C yang pada suhu 32°C mengacu kepada peraturan FAA 150/5320-6E 2009. Dari tabel

7 didapat penambahan nilai modulus resillien seiring dengan bertambahnya kadar Asbuton

dalam campuran, dan mempunyai nilai menurun dengan semakin tinggi suhunya pada

campuran yang sama.

10

Dari gambar 6 juga dapat dilihat bahwa nilai hasil pengujian untuk aspal pen 60/70

untuk gradasi 5 lebih tinggi daripada gradasi 12 maupun gradasi 22, hal ini bisa disebabkan

campuran gradasi 5 lebih lentur daripada campuran lainnya.

Gambar 6. Perbandingan Nilai Modulus Resilien

4.4.1. Perbandingan Nilai Laboratorium dengan Perhitungan

Pada gambar 13 perbandingan nilai antara perhitungan menggunakan persamaan

Shell dengan pengujian di laboratorium terdapat perbedaan nilainya. Pada temperatur

32°C nilai dengan menggunakan persamaan Shell lebih tinggi daripada pengujian di

laboratorium.

Pada gambar 14, tetapi pada temperatur 45°C nilai dengan menggunakan

persamaan Shell lebih rendah daripada pengujian di laboratorium

11

4.5. Analisis Pengujian Kelelahan

Pengujian kelelahan dilakukan dengan menggunakan mesin uji DARTEC,

beradasarkan tabel 9 ,pada gradasi 12 dapat diperbandingkan kedalam gambar berikut:

Gambar 7 Perbandingan siklus dengan tegangan 0,25 kN

Dengan Asbuton 6 % lebih cepat runtuh dari pada dengan Asbuton 2% dan 0% hal

ini bisa disebabkan karena interlocking antar agregat tidak kuat sehingga dengan

bertambahnya kadar Asbuton dalam aspal yang mempunyai titik runtuh yang cepat, hal ini

juga bisa dengan bertambahnya kadar Asbuton yang nilai penetrasinya kecil seiring

bertambahnya kadar Asbuton mengakibatkan campuran makin keras sehingga pada saat

digetar, campuran lebih cepat runtuh..

Gambar 8 Perbandingan siklus dengan tegangan 0,1 kN

12

4.6. Analisis Program FAARFIELD

Dari data data yang sudah didapat memasukkan dimasukkan ke dalam program

FAARFIELD dengan data perencanaan pesawat sebagai berikut:

Tabel 15 Airplane Information

No. Name Gross Wt.

tonnes

Annual

Departures

% Annual

Growth

1 B777-300 ER 299,370 8.281 2,70

2 B747-400ER Passenger 412,775 3.874 1,30

Dari hasil output program didapat analisa bahwa Dari data yang dikeluarkan oleh

program FAARFIELD diatas didapatkan bahwa dengan menggunakan campuran gradasi

12 membutuhkan ketebalan 685,6 mm dan pada gradasi 5 dengan ketebalan 682,6 mm

sehingga dalam pemanfaatan dilapangan gradasi 5 lebih effisien secara biaya pembuatan.

Untuk P/C Ratio Boeing 777-300 ER pada campuran D5 Asbuton 6% memiliki nilai lebih

besar yaitu sebesar 0,47% sedangkan campuran D12 Asbuton 6% sebesar 0,46%. Pada

Boeing 747-400 ER kedua campuran memiliki nilai P/C Ratio yang sama besar yaitu

0,63% .

Dari kedua campuran gradasi di atas, dapat dilihat tabel V.19 dibawah, dari tabel

nilai CDF kedua campuran tersebut, masuk kedalam klasifikasi baik karena perkerasan

tidak menggunakan semua umur kelelahan yang direncanakan yang bisa bearati umur

perkerasan bisa lebih lama.

4.7. Perbandingan Kedua Campuran

Dari kedua campuran yang memenuhi persyaratan FAA untuk modulus resillien yaitu

1,380 Mpa,dapat dilakukan perbandingan dari hasil beberapa pengujian

Tabel 16 Rekapitulasi Perbandingan Kedua Jenis Campuran

No Jenis Campuran

Modulus Resillien

(Mpa)

Pengujian

Kelelahan Stabilitas

IKS

Suhu 32°C Tegangan Spesifikasi Rendaman (lbs)

Pengujian Spec.

0,25

kN

0,1

kN Min. (lbs) 30 Menit 24 Jam

1 D5 Asbuton 6% 1511,5 1380 241 353 2150 2217,87 2053,25 92,60%

2 D12 Asbuton 6% 1418,5 1380 272 509 2150 2370,93 2185,15 92,20%

Dapat dilihat pada tabel 16, setelah dilakukan pengujian Modulus Resilien maka

didapat 2 jenis campuran yang memenuhi standard yang ditetapkan oleh FAA yaitu 1,380

Mpa, campurannya itu adalah gradasi 5 dengan campuran Asbuton 6% dan gradasi 12

dengan campuran Asbuton 6%. Untuk pengujian Kelelahan juga menunjukkan umur

rencana dari kedua jenis campuran tersebut mempunyai umur kelelahan yang tinggi yaitu

pada tegangan 0,25 kN sebesar 241 untuk gradasi 5 ,dan 272 untuk gradasi 12. Untuk

tegangan 0,1 kN yaitu 353 untuk gradasi 5 dan 509 untuk gradasi 12. Untuk tebal

perkerasan yang dikeluarkan oleh program FAARFIELD diatas didapatkan bahwa dengan

menggunakan campuran gradasi 12 membutuhkan ketebalan 685,6 mm dan pada gradasi 5

dengan ketebalan 682,6 mm.

13

5. Kesimpulan dan Saran

5.1. Kesimpulan

Dari penyajian data dan analisa maka didapat kesimpulan sebagai berikut :

1. Pengujian sifat fisik aspal pen 60/70 produksi shell menunjukkan bahwa aspal menjadi

lebih keras jika ditambah oleh Asbuton murni yang ditunjukkan dengan nilai penetrasi

yang menurun yaitu 66 untuk aspal pen 60/70, dan 41 untuk aspal ditambah Asbuton

6% serta nilai titik lembek yang bertambah seiring ditambahnya kadar Asbuton.

2. Hasil uji perendaman Marshall menunjukkan bahwa campuran dengan gradasi 12

memiliki nilai IKS yang lebih baik dari pada campuran gradasi 5 dan gradasi 22 yaitu:

90,5% (Asbuton 0%), 93% (Asbuton 2%), dan 92,2% (Asbuton 6%). Hal ini berarti

gradasi 12 tahan terhadap suhu tinggi dan memiliki rongga yang kecil.

3. Pada temperatur 32°C didapat 2 jenis campuran yang mempunyai nilai memenuhi

standart yang ditetapkan oleh FAA 2009 yaitu minimal sebesar 1380 Mpa.Campuran

yang memenuhi standart itu adalah gradasi 5 dengan asbuton 6% sebesar 1511,50 Mpa

dan campuran gradasi 12dengan asbuton 6% yaitu sebesar 1418,50 Mpa

4. Campuran dengan Asbuton 0% memperlihatkan bahwa umur kelelahan yang dihasilkan

mempunyai nilai tertinggi pada gradasi 5 yaitu 319 cycles, kemudian gradasi 12 yaitu

166 cycles dan yang terkecil gradasi 22 yaitu 159 cycles.

5. Pada Campuran dengan Asbuton 2% yang ditambahkan kedalam kadar aspal pen 60/70

memperlihatkan bahwa umur kelelahan yang dihasilkan mempunyai nilai tertinggi pada

gradasi 5 yaitu 271 cycles, kemudian gradasi 12 yaitu 251 cycles dan yang terkecil

gradasi 22 yaitu 177 cycles.

5.2. Saran

Berdasarkan hasil evaluasi penelitian ini, maka disampaikan saran untuk penelitian

selanjutnya yaitu perlu ditinjau lagi untuk penambahan kadar Asbuton menjadi lebih besar

daripada 6% tetapi masih dibawah 10% serta dengan menggunakan gradasi yang berbeda.

6. Daftar Pustaka

1. AASHTO, (1998) : Standard Spesifications for Transportation Materials and Methods

of Sampling and Testing, Washington D.C.Affandi, F. (2006b) : Jurnal, Ekstraksi Aspal

Asbuton Untuk Campuran Beraspal Panas, Puslitbang Jalan dan Jembatan, Departemen

Pekerjaan Umum, Republik Indonesia.

2. British Standard Institution (2000) : Bitumen and Bituminous Binder, BSI, London

3. British Standard Institution (2000) : Methods of Test for Petroleum and its Products,

BSI, London

4. British Standard Institution (2003) : Aggregates for Bituminous Mixtures and Surface

Treatments for Roads, Airfields, and Other Trafficked Areas, BSI, London

5. British Standard Institution (2004) : Sampling and Examination of Bituminous

Mixtures for Roads and Other Paved Areas, BSI, London

Nono. Kurniadji. Riswan. (2005) : Jurnal, Kinerja Campuran Beton Aspal Dengan

7. FAA, ( 2009 ) : 150/5320-6E

8. David, R.B, (2011 ) : FAARFIELD 1.3 Hands on Training

9. Shell Bitumen (2003) : The Shell Bitumen Handbook, Shell Bitumen, U.K.

10. Standar Nasional Indonesia, SNI (2003) : Metoda Pengujian Campuran Beraspal

Panas dengan Alat Marshall, RSNI M-01-2003, Badan Standar Nasional Indonesia.

11. Widianto,A.H. (2012) : Analisis Pengaruh Gradasi Pada Campuran Split Mastic

Asphalt (Sma) Yang Menggunakan Aditif Asbuton Murni Untuk Perkerasan Bandara

Contoh Jurnal 25009305 Agung Hari Widianto

Documents

Transcript of Contoh Jurnal 25009305 Agung Hari Widianto