FORMULASI EKSTRAK DEAROMATIC OIL (DAO), SULFUR DAN...
86
FORMULASI EKSTRAK DEAROMATIC OIL (DAO), SULFUR DAN REACTIVE ELASTOMERIC TERPOLYMERS (RET) PADA PENINGKATAN KUALITAS ASPAL PERTAMINA SKRIPSI MUHAMMAD IMAD ILTIZAM PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2018 M / 1439 H
Transcript of FORMULASI EKSTRAK DEAROMATIC OIL (DAO), SULFUR DAN...
FORMULASI EKSTRAK DEAROMATIC OIL (DAO), SULFUR
DAN REACTIVE ELASTOMERIC TERPOLYMERS (RET) PADA
PENINGKATAN KUALITAS ASPAL PERTAMINA
SKRIPSI
MUHAMMAD IMAD ILTIZAM
PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2018 M / 1439 H
ABSTRAK
MUHAMMAD IMAD ILTIZAM. Formulasi Ekstrak Dearomatic Oil (DAO),
Sulfur dan Reactive Elastomeric Terpolymers (RET) pada Peningkatan Kualitas
Aspal Pertamina. Dibimbing oleh USMAN dan SITI NURBAYTI.
Aspal Pertamina tipe IA yang biasa digunakan sebagai bahan pelapis jalan raya
dapat dimodifikasi menjadi tipe IIB sehingga dapat mengatasi kerusakan akibat
cuaca serta beban kendaraan yang melintas di atas jalan. Modifikasi aspal
Pertamina tipe IA menjadi tipe IIB dapat dilakukan dengan mencari formulasi
optimal dengan memvariasikan 3 bahan yaitu ekstrak DAO, sulfur serta Reactive
Elastomeric Terpolymers (RET). Uji karakterisasi fisik aspal meliputi penetrasi,
softening point, daktilitas, stabilitas penyimpanan dan reologi mekanistik aspal.
Uji karakterisasi kimia aspal meliputi penentuan gugus fungsi dan pencitraan
permukaan aspal. Hasil penelitian ini menunjukan, formulasi optimal dari kadar
ekstrak DAO 1,5%, sulfur 0,5% dan Reactive Elastomeric Terpolymers (RET)
2,25% dengan rata-rata nilai uji penetrasi 55 m/m, softening point 58,3 0C,
daktilitas 150 cm, stabilitas penyimpanan 0,5 0C, performance grade 3,27 kPa dan
Multi Stress Creep and Recovery yaitu V sebesar 0,79 kPa. Hasil analisis FTIR
memperlihatkan adanya gugus C-S pada panjang gelombang 721.38 cm-1
yang
artinya telah terjadi ikatan silang antara aspal, sulfur dan RET dimana sulfur
merupakan agen pembentuk ikatan silang sehingga dapat meningkatkan nilai
stabilitas penyimpanan. Hasil pengamatan morfologi menggunakan alat SEM
memperlihatkan persebaran RET yang sudah terdistribusi secara merata ke semua
bagian aspal. Bentuk aspal terlihat lebih beraturan dibanding dengan aspal polimer
tanpa penambahan sulfur. Kadar optimal yang telah diperoleh dapat memodifikasi
aspal Pertamina tipe IA menjadi tipe IIB sehingga dapat memenuhi standar
spesifikasi Dirjen Bina Marga tahun 2016.
Kata kunci: Formulasi, ekstrak DAO, sulfur, reactive elastomeric terpolymers,
stabilitas penyimpanan
ABSTRACT
MUHAMMAD IMAD ILTIZAM. Formulation of Extract Dearomatic Oil
(DAO), Sulfur and Reactive Elastomeric Terpolymers (RET) on Upgrading of
Pertamina Asphalt Quality. Under Guidance by USMAN and SITI NURBAYTI.
Pertamina asphalt type IA which is always used as a highway coating material can
be modified to type IIB therefore it can overcome the damage caused by weather
and load of vehicles passing over the road. Modification of Pertamina asphalt type
IA to type IIB can be done by finding the optimal formulation by varying the 3
ingredients of DAO extract, sulfur and Reactive Elastomeric Terpolymers (RET).
Physical characterization test of asphalt includes penetration, softening point,
ductility, storage stability and mechanistic asphalt rheology. The asphalt chemical
characterization test includes the determination of functional groups and asphaltic
surface imaging. The results of this study showed that the optimal formulation of
DAO, sulfur and Reactive Elastomeric Terpolymers (RET) levels was 1.5%:
0.5%: 2.25% with range of physical test value are penetration 55 m/m, softening
point 58.3 0C, ductility 150 cm, storage stability 0,5
0C, performance grade 3,27
kPa and Multi Stress Creep and Recovery that is equal to 0,79 kPa. The result of
FTIR analysis shows the presence of C-S group at wavelength of 721.38 cm-1
which means cross-linking between asphalt, sulfur and RET where sulfur is a
crosslinking agent that can increase the value of storage stability. The
morphological observation using SEM tool shows the spread of RET that has been
equally distributed to all asphalt parts. The asphalt looks more uniform than the
polymer asphalt without the addition of sulfur. The optimum level that has been
obtained can modify the asphalt of Pertamina type IA into type IIB so that it can
meet the specification of Dirjen Bina Marga in 2016.
Keywords: Formulations, DAO extracts, sulfur, reactive elastomeric terpolymers,
storage stability
vi
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmaanirrohim
Assalamualaikum Warahmatullah Wabarakatuh
Puji dan syukur penulis haturkan kehadirat Allah SWT, karena atas rahmat
dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini. Shalawat serta
salam semoga selalu dilimpahkan kepada junjungan kita nabi Muhammad SAW.
Skripsi ini berjudul Formulasi Ekstrak Dearomatic Oil (DAO), Sulfur dan
Reactive Elastomeric Terpolymers (RET) pada Peningkatan Kualitas Aspal
Pertamina.
Dalam pelaksanaan penelitian ini, penulis mendapat banyak bantuan,
bimbingan, dan arahan dari berbagai pihak. Oleh sebab itu dalam kesempatan ini
penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada :
1. Dr. Eng. Usman, M.Si selaku pembimbing I yang selalu memberikan
bimbingan dan arahan kepada penulis selama melaksanakan penelitian.
2. Dr. Siti Nurbayti selaku pembimbing II yang telah memberikan bimbingan
kepada penulis hingga dapat menyelesaikan penelitian ini dengan baik.
3. Drs. Dede Sukandar, M.Si selaku Ketua Prodi Kimia Fakultas Sains dan
Teknologi.
4. Dr. Agus Salim, M.Si. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi UIN
Syarif Hidayatullah Jakarta.
5. Dr. Sri Yadial Chalid, M.Si. selaku pembimbing akademik, atas bimbingan
dan masukannya selama perkuliahan.
vii
6. Kedua orangtua, kakak, dan adik yang selalu memberikan dukungan kepada
penulis baik secara material maupun moril, dan juga selalu memberikan
semangat dan keceriaan kepada penulis.
7. Kak Panji dan kak Isa yang selalu membantu, mendukung dan berbagi
keceriaan selama melakukan penelitian di laboratorium aspal.
8. Teman-teman kimia UIN Syarif Hidayatullah Jakarta angkatan 2014, 2015,
2016 dan 2017 yang selalu memberikan semangat, doa, dan keceriaan bagi
penulis.
Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua.
Wassalamualaikum, Wr. Wb.
Jakarta, 25 Juni 2018
Penulis
viii
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ......................................................................................... vi
DAFTAR ISI ..................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xi
DAFTAR TABEL .............................................................................................. xii
LAMPIRAN ....................................................................................................... xiii
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang .................................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................. 6
1.3 Hipotesis Penelitian ........................................................................................... 7
1.4 Tujuan Penelitian .............................................................................................. 7
1.5 Manfaat Penelitian ............................................................................................ 7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 8
2.1 Aspal ................................................................................................................. 8
2.2 Sumber Aspal .................................................................................................... 9
2.2.1 Aspal Buton ................................................................................................ 9
2.2.2 Aspal Minyak ............................................................................................ 11
2.2.2.1 Aspal Cair ........................................................................................... 12
2.2.2.1 Aspal Keras ......................................................................................... 13
2.3 Komposisi Kimia Aspal .................................................................................. 13
2.3.1 Asphaltenes ............................................................................................... 14
2.3.2 Maltene ..................................................................................................... 15
ix
2.4 Aspal Pertamina Tipe IA ................................................................................. 15
2.5 Aspal Modifikasi Polimer ............................................................................... 16
2.6 Ekstrak Dearomatic Oil (DAO) ....................................................................... 19
2.7 Sulfur ............................................................................................................... 20
2.8 Reactive Elastomeric Terpolymers (RET) ...................................................... 21
2.9 Paramater Kualitas Aspal ................................................................................. 24
2.9.1 Penetrasi ..................................................................................................... 24
2.9.2 Softening Point .......................................................................................... 25
2.9.3 Daktilitas ................................................................................................... 26
2.9.4 Stabilitas Penyimpanan ............................................................................. 27
2.9.5 Reologi Mekanistik Aspal ........................................................................ 28
BAB III METODE PENELITIAN .................................................................... 30
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ......................................................................... 30
3.2 Alat dan Bahan ................................................................................................ 30
3.2.1 Alat ........................................................................................................... 30
3.2.2 Bahan ........................................................................................................ 30
3.3 Diagram Alir Penelitian ......................................................................................... 31
3.4 Prosedur Penelitian........................................................................................... 32
3.4.1 Formulasi ekstrak DAO, sulfur dan RET .................................................. 32
3.4.2 Uji Penetrasi .............................................................................................. 35
3.4.3 Uji Softening Point ................................................................................... 35
3.4.4 Uji Daktilitas ............................................................................................. 36
3.4.5 Uji Stabilitas Penyimpanan ....................................................................... 36
3.4.6 Uji Reologi Mekanistik Aspal ................................................................... 37
x
3.4.7 Analisis Gugus Fungsi dengan Fourier Transform Infra Red .................. 37
3.4.8 Pemeriksaan Morfologi dengan Scanning Electron Microscopy
(SEM) (ASTM E2809 – 13, 2013) ........................................................... 38
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................. 39
4.1 Modifikasi Aspal Pertamina Tipe IA Menjadi IIB ......................................... 39
4.2 Pengaruh Penambahan Ekstrak DAO ............................................................. 39
4.3 Pengaruh Penambahan Sulfur ......................................................................... 43
4.4 Pengaruh Penambahan RET ............................................................................ 46
4.5 Hasil Uji Reologi Mekanistik Aspal ............................................................... 49
4.6 Hasil Uji Fourier Transform Infra Red (FTIR) ............................................... 52
4.7 Hasil Uji Scanning Electron Microscopy ........................................................ 56
BAB V PENUTUP ................................................................................................ 59
5.1 Simpulan .......................................................................................................... 59
5.2 Saran ................................................................................................................. 60
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 61
LAMPIRAN ......................................................................................................... 65
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Aspal Buton ....................................................................................... 10
Gambar 2. Proses pemisahan aspal ...................................................................... 11
Gambar 3. Struktur asphaltenes .......................................................................... 14
Gambar 4. Struktur RET ...................................................................................... 21
Gambar 5. Alat uji penetrasi ...................................................................................... 25
Gambar 6. Alat uji softening point ...................................................................... 26
Gambar 7. Alat uji daktilitas ............................................................................... 27
Gambar 8. Mekanisme reaksi aspal dengan RET ................................................ 43
Gambar 9. Mekanisme reaksi aspal dengan sulfur .............................................. 44
Gambar 10. Mekanise reaksi ikatan silang antara aspal, sulfur dan RET ........... 47
Gambar 11. Spektrum aspal Pertamina tipe IA ................................................... 52
Gambar 12. Spektrum aspal modifikasi polimer dengan kadar optimal .............. 53
Gambar 13. Hasil pengamatan (a) aspal Pertamina tipe IA (b) aspal dengan
penambahan RET (c) aspal dengan penambahan sulfur dan RET…. 57
xii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Spesifikasi aspal Pertamina tipe IA ........................................................ 16
Tabel 2. Persyaratan aspal modifikasi polimer elastomer .................................... 18
Tabel 3. Spesifikasi MSCR aspal polimer ............................................................ 29
Tabel 4. Variasi aspal, ekstrak DAO, sulfur dan RET ......................................... 34
Tabel 5. Hasil uji pengaruh ekstrak DAO terhadap kualitas aspal ......................... 41
Tabel 6. Hasil uji pengaruh sulfur terhadap kualitas aspal ................................... 45
Tabel 7. Hasil uji pengaruh RET terhadap kualitas aspal .................................... 48
Tabel 8. Formulasi ekstrak DAO (E) + sulfur (S) + RET (R) .............................. 50
Tabel 9. Hasil uji reologi mekanistik aspal .......................................................... 50
Tabel 10. Bilangan gelombang dan gugus fungsi aspal Pertamina tipe IA .......... 53
Tabel 11. Bilangan gelombang dan gugus fungsi aspal modifikasi polimer ......... 54
xiii
LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Diagram alir penelitian .................................................................... 68
Lampiran 2. Alat dan bahan ................................................................................ 69
Lampiran 3. Spesifikasi aspal Pertamina ............................................................ 71
Lampiran 4. Nilai rata-rata hasil uji fisik dari kadar optimal dengan variabel
1, 8 dan 13.………………………………………………………….72
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Jalan raya merupakan prasarana perhubungan yang berkaitan erat dengan
sektor di bidang ekonomi dan sosial. Adanya kerusakan pada jalan secara
langsung mengakibatkan terhambatnya sektor perhubungan sehingga terganggu
pula sektor di bidang ekonomi dan sosial. Dalam bidang konstruksi perkerasan
lentur jalan raya, kualitas jalan raya merupakan hal yang signifikan untuk
diperhatikan (Perdana et al, 2012).
Beberapa tahun terakhir ini beban lalu lintas meningkat sangat cepat, dan
ditambah dengan iklim tropis Indonesia, telah memberikan pengaruh buruk
terhadap kinerja pengkerasan aspal dan seiring meningkatnya kebutuhan akan
jalan, memacu Pertamina untuk terus konsisten dalam meningkatkan kualitas
produksi aspalnya. Kualitas aspal yang ditingkatkan dapat berupa memodifikasi
aspal untuk meningkatkan kinerja pada perubahan temperatur ekstrim, umur
penuaan aspal maupun material campuran beraspal (Sugiri, 2010).
Aspal Pertamina tipe IA yang biasa digunakan sebagai bahan pelapis jalan
raya dapat dimodifikasi menjadi tipe IIB yang merupakan aspal polimer
elastomer, untuk meningkatkan nilai penetrasi, softening point, daktilitas,
stabilitas penyimpanan serta reologi mekanistik dengan menyesuaikan standar
spesifikasi Dirjen Bina Marga tahun 2016. Sehingga, dapat mengatasi deformasi
dan kerusakan akibat cuaca serta beban kendaraan yang melintas di atas jalanan
beraspal (Utama dan Febriani, 2017).
2
Modifikasi aspal Pertamina tipe IA menjadi tipe IIB dapat dilakukan dengan
menambahkan bahan aditif pada aspal untuk mempertahankan dan meningkatkan
daya rekat, softening point, stabilitas penyimpanan serta kelenturannya. Bahan
aditif tersebut berupa hasil samping kilang, beberapa oil, pelumas, dan polimer
yang dapat meningkatkan kualitas aspal sehingga sifat-sifat fisik dan kimia aspal
dapat diperbaiki (Mashuri, 2010).
Aspal merupakan kekayaan alam yang dapat dimanfaatkan dan harus diolah
sebaik mungkin sehingga menghasilkan kesejahteraan bagi umat manusia, jika
tidak diolah dengan baik maka akses jalan akan menjadi suatu permasalahan besar
bagi umat manusia dan memutus kegiatan ekonomi yang dapat menyebabkan
krisis pada kebutuhan primer, sekunder dan tersier. Berdasarkan QS. al-An’aam:
165 yang berbunyi :
Artinya: “Dan Dialah yang menjadikan kamu penguasa-penguasa di bumi dan
dia meninggikan sebahagian kamu atas sebahagian (yang lain) beberapa derajat,
untuk mengujimu tentang apa yang diberikan-Nya kepadamu. Sesungguhnya
Rabbmu amat cepat siksaan-Nya, dan sesungguhnya Dia Maha Pengampun lagi
Maha Penyayang.” (QS. al-An’aam: 165)
Allah menjadikan kita sebagai makhluk yang berakal dan paling mulia di
atas muka bumi ini. Dia memberikan kepada manusia sumber daya alam yang
3
sangat bermanfaat untuk kelangsungan hidup, namun manusia masih belum dapat
menjaga sumber daya alam yang tersedia dengan mengolahnya agar menjadi hal
yang bermanfaat untuk memenuhi kebutuhan hidup manusia.
Itulah ujian yang diberikan oleh Allah agar manusia dapat memanfaatkan
sumber daya alam yang ada. Jika manusia tidak dapat memanfaatkan sumber daya
alam melainkan berbuat kerusakan, maka azab Allah dan siksaannya akan segera
menghampiri manusia jika tidak segera bertaubat kepada Allah. Begitu pula sama
halnya dengan aspal yang merupakan sumber daya alam kaya manfaat.
Pengolahan serta pengembangan aspal merupakan usaha yang harus
dilakukan agar kualitas aspal dapat meningkat sehingga jalan raya di Indonesia
yang menjadi akses utama sarana perhubungan yang berkaitan erat dengan sektor
di bidang ekonomi dan sosial dapat terbentuk dengan baik dan tahan lama.
Dengan begitu manusia dapat memanfaatkan hasil pengolahan sumber daya alam
untuk memudahkan aktivitas hidupnya agar kehidupan manusia dapat berlangsung
dengan baik.
Kebutuhan akan aspal dengan kualitas yang baik sangat diperlukan untuk
menunjang transportasi jalan raya. Kualitas aspal yang baik dapat dilihat dari nilai
penetrasi, softening point, daktilitas serta stabilitas penyimpanan aspal. Semua
aspek tersebut jika sesuai dengan spesifikasi yang telah ditentukan oleh Dirjen
Bina Marga dapat memberikan ketahanan terhadap deformasi dan ketahanan
terhadap kerusakan permanen pada jalan yang dilapisi aspal (Ritonga dan Irfandi,
2016).
4
Ekstrak DAO digunakan sebagai bahan pelunak sehingga dapat
dimanfaatkan sebagai aditif untuk menaikkan nilai penetrasi. Struktur lembek dan
kental pada ekstrak DAO ini yang berpengaruh terhadap kekerasan aspal yang
pada akhirnya dapat menaikan nilai penetrasi aspal (Utama dan Febriani, 2017).
Sulfur digunakan untuk meningkatkan stabilitas masa penyimpanan aspal sebelum
digunakan. Stabilitas meningkat seiring dengan meningkatnya penambahan kadar
sulfur (Zhang et al, 2010).
Penggunaan bahan tambah sulfur didasarkan atas pertimbangan seperti
mudah didapatkan di pasaran dengan harga yang murah, titik leleh yang tidak
terlalu tinggi sehingga memungkinkan sulfur tercampur merata dengan aspal
dalam waktu yang tidak terlalu lama. Sulfur merupakan bahan aditif yang
digunakan untuk meningkatkan nilai stabilitas penyimpanan aspal. Penambahan
sulfur dimaksudkan untuk menghindari pemisahan fasa pada aspal polimer saat
disimpan dalam jangka waktu yang lama dengan kondisi temperatur yang
sewaktu-waktu dapat berubah (Zhang et al, 2010).
Dalam meningkatkan nilai stabilitas penyimpanan aspal, sulfur bekerja
dengan cara ikatan silang yaitu mengikat aspal dan RET melalui ikatan sulfida.
Interaksi kimia yang terjadi akan menghasilkan ikatan yang kuat antara aspal,
sulfur dan RET. Reactive Elastomeric Terpolymers (RET) atau elvaloy
merupakan jenis polimer yang sering digunakan sebagai bahan aditif untuk
memodifikasi aspal karena memiliki kelenturan dan rantai samping yang besar
(Jasso, 2016)
Aspal yang ditambahkan RET memiliki viskositas yang sesuai dengan
temperatur, elastisitas dan daya ikat meningkat serta flexural strength lebih baik
5
sehingga dapat menjadi solusi terhadap kerusakan aspal yang diakibatkan oleh
pemanasan dalam waktu lama dari pada aspal tanpa polimer. Nilai softening point
berguna untuk mengetahui pada suhu pemanasan berapa aspal akan mengalami
pelelehan. Nilai softening point atau tingkat kelembekan dari aspal dapat
ditingkatkan dengan penambahan RET. Tingkat softening point yang tinggi dari
suatu aspal dapat menjadikan aspal tahan terhadap panas dan tidak cepat
mengalami kerusakan (Nurcahya et al., 2014).
Pengujian reologi mekanistik aspal dengan alat Dynamic Shear Rheometer
bertujuan untuk mengetahui sifat reologi visco-elastic dari penambahan bahan
ekstrak DAO, sulfur dan RET ke dalam aspal. Parameter yang dilihat pada sifat
reologi visco-elastic ini adalah nilai performance grade (PG) dan Multiple Stress
Creep and Recovery (MSCR) pada aspal. Nilai tersebut dapat menentukan
kemampuan aspal pada suhu tertentu dalam menahan kerusakan dan deformasi
(Indriyati et al., 2015).
Karakterisasi dengan instrumen Fourier Transform Infra Red (FTIR) yang
dilakukan pada penelitian ini bertujuan untuk mengetahui gugus fungsi yang
merupakan gugus aktif dari aspal Pertamina tipe IA tanpa penambahan aditif
dengan aspal yang ditambahkan aditif. Pemeriksaan juga dilakukan terhadap
morfologi aspal yaitu tekstur permukaan aspal modifikasi menggunakan alat
Scanning Electron Microscopy (SEM) untuk mengamati secara mikroskopis
persebaran dari bahan aditif yang ditambahkan pada aspal dan kehomogenannya
(Imaduddin et al., 2013).
RET yang tercampur dalam aspal Pertamina memiliki struktur yang
menyebar ke seluruh bagian aspal. Hal ini ditunjukkan dengan bentuk mikroskopi
6
RET seperti butiran yang tersebar di permukaan aspal, sedangkan ekstrak DAO
larut ke dalam aspal (Utama dan Febriani, 2017).
Penelitian sebelumnya telah dilakukan oleh Mulyotomo (2016) dengan
mengkombinasikan aspal cair penetrasi 60/70 dan aspal impor penetrasi 50/60
serta memformulasikan ekstrak DAO dan RET. Namun dari hasil formulasi
tersebut belum memperoleh nilai stabilitas penyimpanan dan reologi mekanistik
aspal polimer yang sesuai dengan spesifikasi yang telah ditetapkan Bina Marga.
Utama dan Febriyani (2017) memformulasikan aspal Pertamina tipe IB
dengan RET dan DCO. Hasil formulasi tersebut belum memperoleh nilai stabilitas
penyimpanan dan reologi mekanistik aspal polimer yang sesuai dengan spesifikasi
yang telah ditetapkan Bina Marga. Aspal Pertamina tipe IB memiliki tekstur yang
lebih keras dari pada aspal Pertamina tipe IA yang memiliki tekstur yang kebih
lunak sehingga menyebabkan keduanya memiliki perbedaan sifat dan nilai uji
fisik yang berbeda.
Penelitian ini menggunakan aspal Pertamina tipe IA dengan
memformulasikan ekstrak DAO, sulfur dan RET agar diperoleh formulasi terbaik
untuk memodifikasi aspal Pertamina tipe IA menjadi tipe IIB.
1.2 Rumusan Masalah
1. Berapa formulasi optimal dari ekstrak DAO, sulfur, dan RET untuk memo-
difikasi aspal Pertamina Tipe IA menjadi tipe IIB?
2. Berapa nilai uji fisik yang diperoleh pada kadar optimal 1, 8 dan 13?
3. Mengapa sulfur dapat memperbaiki nilai stabilitas penyimpanan aspal ?
4. Bagaimana hasil analisis FTIR dan SEM pada aspal Pertamina tipe IA dan
aspal yang telah dimodifikasi menjadi aspal tipe IIB?
7
1.3 Hipotesis Penelitian
Penambahan aditif ekstrak DAO, sulfur dan RET dapat memodifikasi aspal
Pertamina Tipe IA menjadi tipe IIB sehingga meningkatkan nilai penetrasi,
softening point, daktilitas, stabilitas penyimpanan dan reologi mekanistik aspal.
Hasil analisis gugus fungsi aspal dengan FTIR dapat memperlihatkan bahwa
ikatan silang yang terbentuk akibat adanya sulfur dapat memperbaiki nilai
stabilitas penyimpanan aspal melalui reaksi ikatan silang. Hasil pemeriksaan
morfologi aspal dengan SEM dapat memperlihatkan hasil analisis yang baik pada
aspal yang telah dimodifikasi menjadi aspal tipe IIB.
1.4 Tujuan Penelitian
1. Memformulasikan kadar optimal dari ekstrak DAO, sulfur dan RET untuk
memodifikasi aspal Pertamina Tipe IA menjadi tipe IIB.
2. Membuktikan terbentuknya ikatan silang akibat penambahan sulfur untuk
meningkatkan nilai stabilitas penyimpanan aspal.
3. Menentukan gugus aktif serta morfologi dari aspal Pertamina tipe IA dan
aspal yang telah dimodifikasi.
1.5 Manfaat Penelitian
Memodifikasi aspal Pertamina tipe IA menjadi tipe IIB untuk meningkatkan
daya tahan terhadap pemanasan dan masa penyimpanan serta mengurangi
kerusakan yang diakibatkan oleh pengaruh suhu, cuaca serta beban yang melintas
di atasnya sehingga dapat bertahan dalam jangka waktu yang panjang saat
digunakan untuk jalan raya.
8
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Aspal
Aspal adalah suatu bahan bentuk padat atau setengah padat berwarna hitam
sampai coklat gelap, bersifat perekat (cementious) yang akan melembek dan
meleleh bila dipanasi. Aspal tersusun terutama dari sebagian besar bitumen yang
kesemuanya terdapat dalam bentuk padat atau setengah padat dari alam atau hasil
pemurnian minyak bumi, atau merupakan campuran dari bahan bitumen dengan
minyak bumi atau derivatnya (Mashuri, 2010).
Aspal minyak yang digunakan untuk konstruksi perkerasan jalan merupakan
proses hasil residu dari destilasi minyak bumi, sering disebut sebagai aspal semen.
Aspal semen bersifat mengikat agregat pada campuran aspal beton dan
memberikan lapisan kedap air, serta tahan terhadap pengaruh asam, basa dan
garam. Ini berarti jika dibuatkan lapisan dengan mempergunakan aspal sebagai
pengikat dengan mutu yang baik dapat memberikan lapisan kedap air dan tahan
terhadap pengaruh cuaca dan reaksi kimia lain (Mashuri dan Patunrangi, 2011).
Menurut Mashuri (2010)., sifat aspal adalah sebagai berikut.
1. Aspal mempunyai sifat mekanis (rheologic), yaitu hubungan antara tegangan
(stress) dan regangan (strain) dipengaruhi oleh waktu. Apabila mengalami
pembebanan dengan jangka waktu pembebanan yang sangat cepat, maka aspal
akan bersifat elastis, tetapi jika pembebanannya terjadi dalam jangka waktu
yang lambat maka sifat aspal menjadi plastis (viscous).
9
2. Aspal adalah bahan yang termoplastis, yaitu konsistensinya atau viskositasnya
akan berubah sesuai dengan perubahan temperatur yang terjadi. Semakin tinggi
temperatur aspal, maka viskositasnya akan semakin rendah atau semakin cair
demikian pula sebaliknya. Dari segi pelaksanaan lapis keras, aspal dengan
viskositas yang rendah akan menguntungkan karena aspal akan menyelimuti
batuan dengan lebih baik dan merata. Akan tetapi dengan pemanasan yang
berlebihan maka akan merusak molekul-molekul dari aspal dan akan menjadi
getas dan rapuh.
3. Aspal mempunyai sifat thixotropy, yaitu jika dibiarkan tanpa mengalami
tegangan dan regangan akan berakibat aspal menjadi mengeras sesuai dengan
berjalannya waktu.
2.2 Sumber Aspal
Berdasarkan tempat diperolehnya, aspal dibedakan atas aspal alam dan aspal
minyak. Aspal alam yaitu aspal yang didapat dari alam dan dapat digunakan
sebagaimana memperolehnya atau dengan sedikit pengolahan. Indonesia sendiri
memiliki aspal alam di Pulau Buton yang berupa aspal gunung, dikenal dengan
nama asbuton. Aspal minyak adalah aspal yang merupakan hasil proses dari
destilasi minyak bumi. Berdasarkan komposisi kimianya, hidrokarbon merupakan
bahan dasar utama pembentuk aspal yang juga disebut bitumen (Perdana et al,
2012).
2.2.1 Aspal Buton
Aspal batu Buton atau biasa disebut asbuton ditemukan tahun 1924 di Pulau
Buton, Sulawesi Tenggara. Sejak tahun 1926, asbuton mulai digunakan dalam
pengaspalan jalan. Berdasarkan data yang ada, asbuton memiliki deposit sekitar
10
677 juta ton atau setara dengan 170 juta ton aspal minyak. Asbuton merupakan
deposit aspal alam terbesar di dunia (Direktorat Pekerjaan Umum, 2010).
Sebagian besar para ahli geologi berpendapat bahwa terjadinya asbuton
berawal dari adanya minyak bumi yang kemudian terdestilasi secara alamiah
karena adanya intrusi magma. Bagian-bagian yang ringan dari minyak bumi telah
menguap, residu yang berupa bitumen terdesak mengisi lapisan batuan yang ada
di sekitarnya melalui patahan dan rekahan (Affandi, 2008).
Gambar 1. Aspal Buton (Affandi, 2008)
Aspal Buton (Gambar 1) wujudnya berupa lapisan-lapisan yang terdiri dari
aspal dan butiran mineral yang sudah menyatu. Bila lapisan itu digali kemudian
didapat bongkahan-bongkahan asbuton, maka asbuton itu tetap merupakan
kesatuan antara bitumen dan butiran mineral tersebut, bahkan bila dihancurkan
sampai ukuran yang kecil pun, bitumen dan butiran mineral tersebut masih tetap
menyatu. Proporsi bitumen dan mineral pada asbuton ini berkisar sekitar 15-30%
aspal dan mineral sekitar 70-85% (Affandi, 2008).
Jenis-jenis asbuton yang telah diproduksi, baik secara fabrikasi maupun
secara manual pada tahun-tahun belakangan ini adalah asbuton butir atau mastic
11
asbuton, aspal yang dimodifikasi dengan asbuton dan bitumen asbuton hasil
ekstraksi yang dimodifikasi (Direktorat Jenderal Bina Marga, 2016)
2.2.2 Aspal Minyak
Aspal minyak berasal dari minyak bumi yang disuling dengan cara destilasi,
yaitu proses dimana berbagai fraksi dipisahkan dari minyak bumi tersebut. Proses
destilasi ini disertai oleh kenaikan temperatur pemanasan minyak bumi tersebut.
Pada setiap temperatur tertentu dari proses destilasi akan dihasilkan produk-
produk berbasis minyak (Nurcahya et al., 2014).
Aspal yang dihasilkan dari minyak mentah diperoleh melalui proses
destilasi minyak bumi. Proses destilasi ini dilakukan dengan pemanasan hingga
suhu 350 0C di bawah tekanan atmosfir untuk memisahkan fraksi-fraksi minyak
seperti bensin, minyak tanah dan minyak. Proses pemisahan dari bahan bakar
minyak bumi dapat dilihat pada Gambar 2 (Wirahaji, 2012).
Gambar 2. Proses pemisahan aspal (Wirahaji, 2012)
Berdasarkan fraksi yang diperoleh dari kilang pembuatan aspal, aspal hasil
destilasi dibagi menjadi aspal keras dan aspal cair.
12
2.2.2.1 Aspal Cair
Aspal cair dihasilkan dengan melarutkan aspal keras dengan bahan pelarut
berbasis minyak. Aspal ini dapat juga dihasilkan secara langsung dari proses
destilasi, dimana dalam proses ini fraksi minyak ringan terkandung dalam minyak
mentah tidak seluruhnya dikeluarkan. Kecepatan menguap dari minyak yang
digunakan sebagai pelarut atau minyak yang sengaja ditinggalkan dalam residu
pada proses destilasi akan menentukan jenis aspal cair yang dihasilkan
(Rachmayati, 2010) :
Aspal cair dibedakan dalam beberapa jenis, yaitu
1. Rapid Curing (RC), yaitu aspal cair yang bahan pelarutnya cepat menguap dan
pelarut yang digunakan pada aspal jenis ini biasanya adalah bensin.
2. Medium Curing (MC), yaitu aspal cair yang bahan pelarutnya tidak begitu
cepat menguap dan pelarut yang digunakan pada aspal jenis ini bisaanya adalah
minyak tanah.
3. Slow Curing (SC), yaitu aspal cair yang bahan pelarutnya lambat menguap dan
pelarut yang digunakan pada aspal jenis ini adalah solar.
Tingkat kekentalan aspal cair sangat ditentukan oleh proporsi atau rasio
bahan pelarut yang digunakan terhadap aspal keras atau yang terkandung pada
aspal cair tersebut. Aspal cair jenis MC-800 memiliki nilai kekentalan yang lebih
tinggi dari MC-200 (Rachmayati, 2010).
2.2.2.2 Aspal Keras
Aspal keras dihasilkan dengan sifat-sifat yang diinginkan, proses
penyulingan harus ditangani sedemikian rupa sehingga dapat mengontrol sifat-
sifat aspal keras yang dihasilkan. Hal ini sering dilakukan dengan mencampur
13
berbagai variasi minyak mentah bersama-sama sebelum proses destilasi
dilakukan. Pencampuran ini nantinya agar dihasilkan aspal keras dengan sifat-sifat
yang bervariasi, sesuai dengan sifat-sifat yang diinginkan (Mashuri, 2010).
Cara lainnya yang sering dilakukan untuk mendapatkan aspal keras adalah
dengan viskositas menengah, yaitu dengan mencampur berbagai jenis aspal keras
dengan proporsi tertentu dimana aspal keras yang sangat encer dicampur dengan
aspal lainnya yang kurang encer sehingga menghasilkan aspal dengan viskositas
menengah. Selain melalui proses destilasi hampa dimana aspal dihasilkan dari
minyak mentah dengan pemanasan dan penghampaan, aspal keras juga dapat
dihasilkan melalui proses ekstraksi zat pelarut (Rachmayati, 2010).
2.3 Komposisi Kimia Aspal
Aspal merupakan bahan yang sangat kompleks dan secara kimia belum
dikarakterisasi dengan baik. Kandungan utama aspal adalah senyawa karbon
jenuh dan tak jenuh, alifatik dan aromatik yang mempunyai atom karbon sampai
150 per molekul. Atom-atom selain hidrogen dan karbon yang juga menyusun
aspal adalah nitrogen, oksigen, belerang, dan beberapa atom lain (Nuryanto,
2008).
Struktur kandungan aspal masing-masing memiliki struktur, komposisi
kimia dan sifat reologi bitumen yang berbeda. Aspal terdiri dari dua kelas utama
senyawa, yaitu asphaltene dan maltene (Gambar 3). Asphaltene mengandung
campuran kompleks hidrokarbon. Di dalam maltene terdapat tiga komponen
penyusun yaitu saturated, aromatis, dan resin (Nuryanto, 2008).
14
2.3.1. Asphaltenes
Asphaltenes merupakan salah satu komponen penyusun aspal yang
berwarna coklat tua, bersifat padat, keras, berbutir dan mudah terurai apabila
berdiri sendiri dengan perbandingan komposisi untuk H/C yaitu 1 : 1, memiliki
berat molekul besar antara 1.000 – 100.000, dan tidak larut dalam n-heptana.
Selain itu asphaltenes merupakan komponen yang paling rumit diantara
komponen penyusun aspal yang lainnya karena ikatan/hubungan antar atomnya
sangat kuat. Aspal yang mengandung asphaltenes memiliki nilai softening point
yang baik (Nuryanto, 2008).
Gambar 3. Struktur asphaltenes (Kalantar et al,2012)
2.3.2 Maltene
Maltene mempunyai rumus kimia C130H176, terdiri dari tiga komponen
penyusun yaitu resin, aromatis, dan saturate.
1. Resin merupakan senyawa yang berwarna coklat tua, dan berbentuk padat atau
semipadat dan sangat polar, dimana tersusun oleh atom C dan H, dan sedikit
atom O, S, dan N, untuk perbandingan H/C yaitu 1,3 – 1,4, memiliki berat
molekul antara 500-50.000, serta larut dalam n-heptana.
15
2. Aromatis merupakan senyawa berwarna coklat tua, berbentuk cairan kental,
bersifat nonpolar, dan didominasi oleh cincin tidak jenuh, dengan berat
molekul antara 300-2.000, terdiri dari senyawa naften aromatis, komposisi 40-
65% dari total bitumen.
3. Saturate merupakan senyawa berbentuk cairan kental bersifat nonpolar dan
memiliki berat molekul hampir sama dengan aromatis serta tersusun dari
campuran hidrokarbon berantai lurus, bercabang, alkil naften, dan aromatis.
2.4 Aspal Pertamina Tipe IA
Aspal Pertamina tipe IA merupakan aspal yang berasal dari minyak bumi
yang diproduksi oleh kilang minyak Unit Pengolahan IV Cilacap yang merupakan
jenis Asphallic berbentuk semi solid, bersifat nonmetallic larut dalam CS2 (carbon
disulphide), mempunyai sifat tahan air dan merekat (Pertamina, 2014).
Aspal tipe IA memiliki kandungan asphaltenes dimana kandungan tersebut
dapat menjadikan aspal memiliki nilai softening point yang baik atau >54 0C.
Namun nilai softening point dari aspal tipe IA masih harus ditingkatkan agar
ketahanan terhadap suhu serta cuaca dapat menjadikan aspal kuat (Nuryanto,
2008). Spesifikasi aspal Pertamina ditampilkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Spesifikasi aspal Pertamina tipe IA
Pengujian Nilai Satuan
Penetrasi T : 25 oC, 5 detik 64 m/m
Softening point, T : 6 oC
(Ring and Ball) 48 ºC
Titik Nyala (Cleveland Open Cup) 232 ºC
Kehilangan Berat
(Thick Film Oven Test) 0,4 % Berat
Kelarutan dalam CCl4 99 % Berat
Daktilitas 100 Cm
Viskositas : 135 °C 410 mPas
Sumber: Direktorat Jenderal Bina Marga (2016).
16
2.5 Aspal Modifikasi Polimer
Aspal modifikasi dibuat dengan mencampur aspal keras dengan suatu bahan
tambah. Polimer sering digunakan dalam pembuatan perkerasan jalan sebagai
modifier aspal. Penambahan bahan aditif jenis polimer dalam jumlah kecil ke
dalam aspal terbukti dapat meningkatkan kinerja aspal dan memperpanjang umur
kekuatan /masa layan perkerasan tersebut (Sengoz dan Isikyakar, 2008).
Berdasarkan sifatnya, ada dua jenis bahan polimer yang biasanya digunakan
untuk tujuan ini, yaitu aspal polimer plastomer dan aspal polimer elastomer. Pada
prinsipnya plastomer digunakan untuk memodifikasi aspal agar menjadi lebih
kaku sedangkan elastomer digunakan, selain agar aspal menjadi lebih kaku, juga
agar aspal menjadi elastis (Zhang et al, 2010).
Karena itu penggunaan plastomer dan elastomer sama-sama dapat
dimaksudkan agar aspal memiliki ketahanan yang lebih tinggi terhadap deformasi
atau rutting, namun khusus untuk elastomer juga dapat meningkatkan kelenturan
sehingga aspal lebih tahan terhadap retak pada temperatur rendah (Hermadi dan
Ronny, 2015).
Modifikasi aspal dengan plastomer dilakukan apabila aspal yang akan
dimodifikasi terlalu lunak untuk suatu kondisi perkerasan tertentu sehingga perlu
ditingkatkan kekerasannya. Peningkatan kekerasan ini biasanya akan
berkontradiksi dengan kegetasan, yaitu ketahanan aspal terhadap retak. Oleh
karena itu, penambahan plastomer dibatasi oleh batasan ketahanan retak aspal,
baik retak lelah, retak pada temperatur rendah, atau pun retak penuaan (Hermadi
dan Ronny, 2015).
17
Berbeda dengan plastomer, modifikasi aspal dengan elastomer umumnya
tidak dibatasi oleh batasan ketahanan terhadap retak karena elastomer sekaligus
meningkatkan ketahanan aspal terhadap deformasi dan juga terhadap retak. Yang
menjadi batasan jumlah penggunaan elastomer pada modifikasi aspal lebih
banyak pada kemudahan penanganannya dan harga. Aspal dengan kandungan
elastomer yang lebih tinggi memiliki kualitas yang lebih tinggi (Hermadi dan
Ronny, 2015).
Aspal tipe IIB merupakan aspal modifikasi polimer elastomer yang telah
diyakini memberikan kinerja yang lebih baik, jika pemilihan jenis aspal
modifikasi yang sesuai dengan kondisi lokasi, beban lalulintas dan lingkungan
yang sesuai. Polymer Modified Asphalt (PMA) telah dikembangkan selama
beberapa dekade terakhir (Suparma et al., 2015).
Umumnya dengan sedikit penambahan polimer (biasanya sekitar 2-6%)
sebagai modifier pada aspal konvensional, memberikan hasil yang signifikan
dalam hal ketahanan yang lebih baik terhadap deformasi, mengatasi keretakan dan
meningkatkan ketahanan yang tinggi dari kerusakan akibat umur sehingga
dihasilkan kinerja jalan lebih tahan lama serta dapat mengurangi biaya perawatan
atau perbaikan jalan (Suparma et al., 2015). Persyaratan aspal modifikasi polimer
elastomer dapat dilihat pada Tabel 2.
18
Tabel 2. Persyaratan aspal modifikasi polimer elastomer
No Jenis Pengujian Metode
Pengujian
Tipe I Aspal
Pen. 60-70
Tipe II Aspal
Modifikasi
A B A B
Asbuton
Modifikasi
Elastomer
Sintetis
1 Penetrasi 25 0C (m/m)
SNI-06-
2456-1991 60-70 60-70 Min. 50 Min. 40
2
Viskositas Dinamis
60 0C (Pa.S)
SNI-06-
6441-2000 160-240 160-240 240-60 320-480
3
Viskositas Kinematis
135 0C (cSt)
SNI-06-
6441-2000 ≥300 ≥300 385-2000 ≤3000
4 Titik Lembek (0C)
SNI-2434-
2011 ≥48 ≥50 ≥50 ≥54
5 Daktilitas 25 0C (cm)
SNI-2432-
2011 ≥100 ≥100 ≥100 ≥100
6 Titik nyala (0C)
SNI-2433-
2011 ≥232 ≥232 ≥232 ≥232
7 Kelarutan (%)
AASHTO-
T44-03 ≥99 ≥99 ≥90 ≥99
8 Berat Jenis
SNI-2441-
2011 ≥1 ≥1 ≥1 ≥1
9
Stabilitas
Penyimpanan (0C)
ASTM-D-
5976 ─ ─ ≤2,2 ≤2,2
10 Partikel Halus (%)
─ ─ Min. 95 ─
Pengujian Residu
Hasil TFOT
SNI-06-
2440-1991
11 Berat yang Hilang (%)
SNI-06-
2441-1991 ≤0,8 ≤0,5 ≤0,8 ≤0,8
12
Viskositas Dinamis
60 0C (Pa.S)
SNI-03-
6441-2000 ≤800 ≤800 ≤1200 ≤1600
13 Penetrasi 25 0C (m/m)
SNI-06-
2456-1991 ≥54 ≥54 ≥54 ≥54
14 Daktilitas 25 0C (cm)
SNI-2432-
2011 ≥100 ≥50 ≥50 ≥25
15 Keelastisan (%)
AASHTO-
T301-98 ─ ─ ─ ≥60
16
Performance
Grade (64 0C)
AASHTO
T315 ─ ─ ─ ≥2,2
17 MSCR (58 0C)
AASHTO
TP 70 ─ ─ ─ (S) ≤4,5
Sumber: Direktorat Jenderal Bina Marga (2016)
Penggunaan campuran polimer aspal merupakan trend yang semakin
meningkat tidak hanya karena faktor ekonomi, tetapi juga demi mendapatkan
kualitas aspal yang lebih baik dan tahan lama. Modifikasi aspal polimer yang
diperoleh dari interaksi antara komponen aspal dengan bahan aditif polimer dapat
meningkatkan sifat-sifat dari aspal tersebut. Dalam hal ini terlihat bahwa
19
keterpaduan aditif polimer yang sesuai dengan campuran aspal (Suparma et al.,
2015).
2.6 Ekstrak Dearomatic Oil (DAO)
Seperti telah diketahui bahwa crude oil (minyak mentah/minyak bumi)
dapat menghasilkan bermacam jenis produk, tidak hanya produk BBM tetapi juga
produk non-BBM serta produk petrokimia. Ekstrak DAO biasa disebut dengan
minyak tuang merupakan produk samping dari kilang Pertamina Unit Pengolahan
VI Balongan dengan kapasitas produksi 200.000 barel untuk memenuhi
kebutuhan proccessing oil pada industri karet, ban dan tinta cetak (Pertamina,
2014).
Ekstrak DAO sebagai proccessing aid sangat penting perannya dalam
pembuatan komponen karet pada industri ban dan industri barang karet, yaitu
dengan memperbaiki proses pelunakan dan pemekaran karet dan menurunkan
kekentalan komponen karet. Selain itu, ekstrak DAO digunakan sebagai bahan
pembuat black carbon dan sebagai campuran blending heavy fuel oil (bunker fuel
oil). Ekstrak DAO memiliki rentang didih yang serupa dengan bahan bakar
minyak berat namun jauh lebih tinggi kepadatannya. Aspal yang ditambahkan
ekstrak DAO akan lebih lunak sehingga dapat dengan mudah bereaksi dengan
sulfur dan RET saat proses blending berlangusng (Pertamina, 2014).
2.7 Sulfur
Sulfur (belerang) yaitu kumpulan kristal kuning padat dengan berat jenis
relatif sebesar 2,07 pada suhu 20 0C. Dalam keadaan padat, struktur sulfur
berbentuk belah ketupat dan tetap stabil dalam keadaan ini hingga mencapai suhu
95 0C. Sulfur mencair pada suhu sekitar 116
0C hingga 149
0C. Pada pemanasan
20
hingga 170 0C melebihi tingkat polimerisasi sulfur, akan meningkatkan nilai
viskositasnya. Di atas suhu 200 0C, viskositas sulfur akan mulai menurun kembali.
Titik didih dari cairan sulfur sekitar 440 0C (Mashuri dan Patunrangi, 2011).
Sulfur dapat ditambahkan ke dalam campuran aspal dengan harapan akan
memberikan perubahan karakteristik campuran yang lebih baik dan memenuhi
spesifikasi yang disyaratkan oleh Bina Marga dalam spesifikasi Umum 2016.
Penelitian penggunaan sulfur sudah lama dilakukan. Di dalam SHRP-A-631 tahun
1993, meninjau beberapa penelitian di berbagai negara diantaranya penelitian dari
Fromm et al. (1979) menyatakan bahwa penambahan sulfur akan meningkatkan
stabilitas dan flow serta menurunkan kedalaman alur dari perkerasan (Setiawan,
2012).
Campuran sulfur-aspal memiliki nilai kuat tarik tak langsung (Indirect
tensile strength, IDT) 50% lebih tinggi. Penelitian Fromm et al. (1979)
menyatakan bahwa nilai uji stabilitas marshall dan kelelehan (flow) meningkat
seiring dengan meningkatnya penambahan kadar sulfur (Setiawan, 2012).
Kedalaman alur yang terjadi pada perkerasan menurun dengan adanya
penambahan sulfur. Penelitian Predoehl (1989) menyatakan bahwa sulfur
menurunkan tingkat pengerasan aspal, perkerasan menjadi lebih tahan terhadap
retak buaya (alligator cracking) (Setiawan, 2012).
2.8 Reactive Elastomeric Terpolymers (RET)
Selama satu dekade terakhir pengaruh RET pada sifat reologi dan sifat
kimia campuran aspal sangat menarik untuk dipelajari. RET dapat dikarakterisasi
sebagai polimer 3-D yang berikatan silang secara kimiawi. Ikatan silang terjadi
ketika polimer terkena panas dan tekanan, atau pengaruh katalis. Pengikatan
21
silang akan menghasilkan jaringan internal 3-D yang dibentuk oleh ikatan kovalen
antara molekul polimer (Zhang et al, 2011).
Reactive Elastomeric Terpolymers (RET) secara kimiawi bereaksi dengan
aspal yang dapat menghindarkan masalah dari pemisahan selama penyimpanan
dan transportasi sebagai hasil dari reaksi. RET ini merupakan kopolimer dari
etilen dan metil akrilat. Struktur RET dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Struktur RET (Dupont, 2010)
Makromolekul kompleks pada RET adalah hasil dari modifikasi beberapa
reaksi kimia dimana komonomer reaktif secara acak terdistribusi dalam matriks
polimer dasar. Pada tahap pertama sintesis, polimerisasi radikal tekanan tinggi
digunakan untuk pembuatan kopolimer acak. Jika diinginkan, rantai dapat
dimodifikasi lebih lanjut dengan mendahulukan terpolimer ketiga yang tidak
mengandung gugus reaktif (Jasso, 2016).
Kelompok kopolimer reaktif ini termasuk elastomer termoplastik yang
dimodifikasi oleh anhidrida maleat, kopolimer berbasis etilen yang mengandung
cincin epoksi dan terpolimer etilena komersil yang tersedia secara komersial,
seperti glikoksil metakrilat dan gugus ester (biasanya metil, etil, atau butilakrilat)
(Yildirim dan Yutsever, 2012).
22
Ester akrilat memberikan polaritas, fleksibilitas dan stabilitas termal yang
disempurnakan dan bagian terakhir, glycidyl methacrylate, meningkatkan
polaritas dan reaktivitas makromolekul. Kedua, modifikasi energi antarmuka
antara tulang belakang polimer. Kelompok glikoksil metakrilat epoksi (oksiran),
terjadi deformasi sudut valensi dan pemendekan ikatan karbon-karbon, berperan
untuk membentuk reaksi kimia (Zhang et al, 2010).
Reaktivitas 3 cincin heterosiklik yang mengandung oksigen dan dua atom
karbon dipengaruhi oleh posisinya pada makromolekul, adanya substituen lain
pada makromolekul, jenis pelarut dan suhu, dan lainnya. Dari sudut pandang ini,
RET yang mengandung gugus epoksi banyak digunakan sebagai compatibilizers
untuk berbagai campuran polimer misal polietilena tereftalat atau polistiren atau
polikarbonat, polietilen/poliamida (Chung et al, 2013).
Kompatibilitas dapat dilakukan dengan dua mekanisme yang saling bersaing
selama pencampuran. Pertama mempertimbangkan mekanisme okulasi dari rantai
akhir polimer utama dengan kelompok epoksi terpolimer. Yang kedua Jenis-jenis
reaksi, kecocokan dan daya memperbaiki yang efektif untuk modifikasi aspal
(Jasso et al, 2015).
Berbeda dengan polimer lain yang tidak dapat bercampur atau hanya
sebagian dapat dicampur dengan aspal. Berkat kehadiran heteroatom yang
melimpah pada RET maka polaritas akan meningkat sehingga memperoleh
kompatibilitas yang tinggi. Meskipun modifikasi RET dapat meningkatkan
kompatibilitas aspal, namun juga harus mempertimbangkan jumlah RET yang
digunakan karena jika pemakaian RET terlalu banyak akan menghasilkan gel
aspal tanpa kemampuan mencair (Jasso, 2016).
23
Sebagai konsekuensinya, jumlah polimer reaktif yang lebih rendah harus
digunakan untuk modifikasi aspal, biasanya berkisar antara 1,0-2,5%. Dengan
demikian penggunaan campuran aspal modifikasi RET terbatas. Uji laboratorium
di sisi lain menunjukkan ketahanan yang superior terhadap deformasi permanen
dan retakan (Jasso, 2016).
RET digunakan untuk modifikasi polimer. Salah satu kegunaan utama
adalah menambahkannya ke aspal untuk bertindak sebagai plasticizer. Tidak
seperti plasticizer biasa, khas dari RET adalah "terkunci" ke dalam kompleks
sehingga meminimalkan ekstraksi plasticizer (Dupont, 2010).
Modifikasi aspal dengan menambahkan suatu bahan polimer yang bertujuan
untuk meningkatkan performa jalan menjadi salah satu alternatif dalam
memperbaki sifat dari campuran tersebut. Salah satu tujuan utama penggunaan
polimer adalah untuk meningkatkan ketahanan campuran terhadap deformasi
permanen pada jalan dengan temperatur tinggi, dengan cara menurunkan regangan
permanen (Hermadi dan Ronny, 2015).
Penurunan regangan permanen ini dapat dicapai dengan meningkatkan
komponen elastis dari campuran, yang akan menurunkan komponen viskosnya
sehingga fleksibilitas dari campuran akan meningkat dan angka struktrural yang
sama bisa dicapai dengan ketebalan lapisan yang lebih tipis (Hermadi dan Ronny,
2015).
Modifikasi dari campuran aspal ini juga menawarkan solusi untuk
mengurangi biaya dan frekuensi pemeliharaan serta mencegah kerusakan dini
pada jalan. Penggunaan polimer elastomer pada lapis pengikat (Asphalt Concrete
Binder Course) diharapkan dapat membantu kinerja lapis pengikat dalam
24
mengurangi tegangan dan menahan beban lalu lintas. Polimer Elastomer yang
dijadikan pilihan adalah RET (Reactive Elastomeric Terpolymers) karena sifatnya
yang mudah digunakan serta dapat membantu membangun jalan yang bertahan
lebih lama atau mengambil beban yang lebih tinggi tanpa alur (Dupont, 2010).
Menurut Dupont (2010), penggunaan polimer RET juga memberikan
keuntungan ketika digunakan di lapangan antara lain:
1. Pengiriman campuran menggunakan mobil atau kapal dimungkinkan karena
RET mempunyai jaringan kimia dengan aspal sehingga tidak terjadi pemisahan
(separasi).
2. Campuran modifikasi RET dapat disimpan pada kondisi dingin dan kemudian
dipanaskan kembali untuk digunakan.
2.9 Parameter Kualitas Aspal
Parameter yang digunakan untuk menentukan kualitas aspal meliputi
penetrasi, softening point, daktilitas, stabilitas penyimpanan dan reologi
mekanistik aspal.
2.9.1 Penetrasi
Penentuan penetrasi adalah suatu cara untuk mengetahui konsistensi aspal.
Konsistensi dinyatakan dengan angka penetrasi, yaitu masuknya jarum penetrasi
dengan beban tertentu ke dalam benda uji aspal pada suhu 25 °C selama 5 detik.
Penetrasi dinyatakan dengan angka dalam satuan m/m (Rachmayati, 2010).
Penentuan konsistensi dengan cara ini efektif terhadap aspal dengan angka
penetrasi berkisar 50–200 m/m (Susanti, 2015). Alat penetrasi dapat dilihat pada
Gambar 5. Konsistensi aspal merupakan derajat kekentalan aspal yang sangat
25
dipengaruhi oleh suhu. Untuk aspal keras atau lembek penentuan konsistensi
dilakukan dengan penetrometer (Rachmayati, 2010).
Gambar 5. Alat penetrasi
2.9.2 Softening Point
Dalam pengujian softening point ini diharapkan softening point hendaknya
lebih tinggi dari suhu permukaan jalan sehingga tidak terjadi pelelehan aspal
akibat temperatur permukaan jalan. Untuk itu dilakukan usaha untuk
mempertinggi softening point antara lain dengan menggunakan filler terhadap
campuran beraspal (Rachmayati, 2010)..
Penentuan softening point aspal dilakukan dengan ring and ball test.
Prosedur untuk menentukan softening point mengikuti sifat dasar aspal yang
visko-elastis tersebut, yaitu dibiarkan naik pelan-pelan. Cincin kuningan yang
berisi benda uji aspal dimasukkan dalam bejana yang berisi air.
Bola baja diletakkan di atas benda uji aspal lalu bejana dipanaskan dengan
peningkatan 1 0F per 6 detik. Aspal melembek perlahan hingga bola baja jatuh
menembus cincin kuningan. Saat aspal bersama bola baja menyentuh pelat dasar,
suhu air dalam bejana itulah yang dijadikan sebagai nilai softening point aspal
(Susanti, 2015). Alat uji softening point dapat dilihat pada Gambar 6.
26
Gambar 6. Alat uji softening point
Pengujian softening point ini merupakan salah satu cara untuk mengetahui
pada suhu berapa aspal akan mulai melunak. Pengelompokan aspal juga dapat
ditentukan melalui uji softening point. Nilai yang diperoleh dari hasil uji tersebut
digunakan unutk mendesain pengkerasan jalan. Sehingga dapat diketahui jenis
aspal yang sesuai dan tahan terhadap suhu yang ada di lingkungan sekitar jalan
(Rachmayati, 2010).
2.9.3 Daktilitas
Pengujian daktilitas aspal yaitu untuk menentukan keplastisan suatu aspal,
apabila digunakan nantinya aspal tidak retak. Percobaan ini dilakukan dengan cara
menarik benda uji berupa aspal dengan kecepatan 50 mm/menit pada suhu 25˚C
dengan toleransi 5 % (Rachmayati, 2014). Gambar alat uji daktilitas dapat dilihat
pada Gambar 7.
Gambar 7. Alat uji daktilitas
27
Sifat reologis daktilitas digunakan untuk mengetahui ketahanan aspal
terhadap retak dalam penggunaannya sebagai lapis pengkerasan. Aspal dengan
daktilitas yang rendah akan mengalami retak-retak dalam penggunaannya karena
lapisan pengkerasan mengalami perubahan suhu yang agak tinggi. Oleh karena itu
aspal perlu memiliki daktilitas yang cukup tinggi (Susanti, 2015).
Sifat daktilitas dipengaruhi oleh sifat kimia aspal, yaitu susunan senyawa
hidrokarbon yang dikandung oleh aspal tersebut. Standar regangan yang dipakai
adalah 100–200 cm. Pada pengujian daktilitas disyaratkan jarak terpanjang yang
dapat ditarik antara cetakan yang berisi bitumen minimum 100 cm (Sengoz et al.,
2008).
Adapun tingkat kekenyalan dari aspal adalah jika lebih kecil dari 100 cm
maka dapat disebut sebagai getas, namun jika diantara 100-200 cm disebut juga
dengan plastis dan yang paling besar adalah jika lebih dari 200 cm maka disebut
dengan sangat plastis (Susanti, 2015).
2.9.4 Stabilitas Penyimpanan
Stabilitas penyimpanan merupakan suatu parameter yang digunakan untuk
menegtahui masa simpan aspal. Aspal yang disimpan dalam jangka waktu yang
lama dapat mrngalami pemisahan fasa saat disimpan dalam drum penyimpanan
aspal. Pengendapan aspal terjadi karena gaya gravitasi yang terjadi pada kerapatan
partikel aspal yang terdispersi. Kecepatan pengendapan juga tergantung kepada
sifat dari fasa cair. Peningkatan kadar emulsifier dapat menambah kekentalan fasa
cair sehingga stabilitas penyimpanan aspal dapat ditingkatkan (Zhang et al, 2010).
Berat jenis fasa padat yang rendah akan memperkecil selisih dengan berat
jenis fasa cair, sehingga migrasi partikel aspal berkurang. Menurut Hukum Stoke's
28
jika selisih berat jenis fasa padat dan berat jenis fasa cair kecil, mengakibatkan
aspal akan lebih stabil, maka aspal dapat disimpan lama. Pengendapan aspal
terjadi karena gaya gravitasi yang terjadi pada kerapatan partikel aspal yang
terdispersi (Direktorat Pekerjaan Umum, 2010).
2.9.5 Reologi Mekanistik Aspal
Pengujian terhadap parameter reologi mekanistik dilakukan dengan alat
Dynamic Shear Rheometer (DSR) untuk berbagai variasi kadar aspal, ekstrak
DAO, sulfur dan RET yang menghasilkan nilai performance grade (PG) dan
Multiple Stress Creep and Recovery (MSCR). Pada penelitian ini sapuan
temperatur (temperature sweep) yaitu pada suhu 58 ºC dan 64ºC karena
menyesuaikan suhu dan cuaca yang ada di Indonesia (Indiryanti et al., 2012).
Performance grade (PG) adalah salah satu metode yang digunakan untuk
mengklasifikasikan aspal berdasarkan kinerjanya. Terdapat dua nilai pada setiap
PG. Nilai pertama menyatakan temperatur tertinggi lapisan beraspal tanpa
deformasi, dengan batasan nilai minimal G*/sin δ adalah 0,1 kPa, sedangkan nilai
kedua menyatakan temperatur terendah lapisan beraspal tanpa retak di lokasi aspal
tersebut ditempatkan, dengan batasan nilai maksimal G*/sin δ adalah 3,2 kPa (U.S
Departement Of Transportation, 2011).
G*/sin δ merupakan parameter temperatur untuk menetukan kelayakan aspal
saat dibebankan dengan tekanan tinggi dan suhu tertentu kemudian regangan,
tegangan serta keelastisan aspal dapat menjadi faktor penentu kekuatan aspal
untuk dapat bertahan pada suhu yang ektsrim. Nilai PG untuk kelayakan aspal
polimer saat diaplikasikan di jalan raya harus melebihi 2,2 kPa sesuai dengan
standar spesfikasi Dirjen Bina Marga tahun 2016 (Jasso et al, 2015).
29
Multiple Stress Creep and Recovery (MSCR) adalah parameter uji yang
digunakan untuk mengetahui ketahanan aspal terhadap rutting saat diaplikasikan
di jalan raya (Hampl et al., 2015). Temperatur uji yang digunakan yaitu sebesar
58 0C karena meneysuaikan suhu dan cuaca yang ada di Indonesia. Spesifikasi
MSCR aspal polimer dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Spesifikasi MSCR aspal polimer
Grading System kPa
S <4,5
H <2
V <1
E <0,5
Sumber: U.S Departement Of Transportation (2011)
Aspal modifikasi memiliki grade yang berbeda-beda sehingga nilai MSCR
yang diperoleh juga berbeda. Huruf S adalah standard grade, H adalah heavy
grade, V adalah very heavy grade dan E adalah extremely heavy grade. Dari
keempat kategori tersebut, nilai E merupakan nilai yang menyatakan aspal
modifikasi memiliki kualitas ketahanan yang paling baik terhadap rutting atau
pengkerutan saat diaplikasikan dijalan raya (U.S Departement Of Transportation,
2011).
30
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Oktober 2017 hingga Januari 2018
di laboratorium aspal, PT.PERTAMINA Direktorat Gas Research and
Technology, Pulogadung, Jakarta Timur.
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Dynamic Shear
Rheometer (The Kinexus DSR-E), Fourier Transform Infra Red (IRTracer-100),
Scanning Electron Microscopy (Hitachi S-4800), alat blending, tempat cetakan
sampel, bak air dengan suhu 25 °C, alat testing daktilitas, penetrometer,
container, water bath, jarum penetrasi, termometer, stop watch, transfer dish,
cincin kuningan, pouring plate, ball centering guide, ring holder and assembly,
beaker glass, piknometer, neraca analitik, centrifuge, centrifuge tube, oven,
temperatur regulator, tang penjepit dan peralatan gelas lainnya (Lampiran 2).
3.2.2 Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah aspal cair tipe IA
produksi Pertamina Unit Pengolahan IV Cilacap, air suling, ekstrak DAO, sulfur
dan RET (Lampiran 2).
31
3.3 Diagram Alir Penelitian
Persiapan sampel aspal
Formulasi kadar optimal dari ekstrak DAO,
sulfur dan RET
Uji fisik penetrasi, softening point, daktilitas, stabilitas penyimpanan dan
reologi mekanistik aspal
Karakterisasi dengan FTIR dan SEM
Variasi RET 2;
2,15; 2,25; 2,35
dan 2,45%.
Variasi sulfur
0,1; 0,3; 0,5; 0,7
dan 0,9%
Variasi ekstrak
DAO 1; 1,3; 1,5;
1,7 dan 1,9%
Dibuat kurva regresi untuk mengetahui sampel dengan nilai uji fisik paling
baik
Pengaruh
penambahan
ekstrak DAO
Pengaruh
penambahan
Sulfur
Pengaruh
penambahan
RET
32
3.4 Prosedur Penelitian
Pada penelitian ini, aspal yang digunakan merupakan aspal cair tipe IA
produksi Pertamina Unit Pengolahan IV Cilacap dengan nilai penetrasi 60/70.
Modifikasi aspal Pertamina tipe IA menjadi tipe IIB yang merupakan aspal
polimer elastomer, dilakukan dengan menimbang berat keseluruhan dari aspal,
ekstrak DAO, sulfur dan RET seberat 300 gram yang divariasikan dalam bentuk
persen.
Tahapan yang akan dilakukan yaitu penambahan ekstrak DAO, penambahan
sulfur, penambahan RET untuk menemukan formulasi kadar optimal dari ekstrak
DAO, sulfur dan RET. Kemudian hasil formulasi tersebut, dilakukan uji
karakterisai fisik meliputi uji penetrasi, uji softening point, uji daktilitas, uji
stabilitas penyimpanan serta uji reologi mekanistik aspal.
Data hasil pengujian fisik dikumpulkan kemudian dibuat kurva regresi
untuk mengetahui sampel dengan nilai uji fisik paling baik. Sampel aspal
Pertamina tipe IA dan sampel aspal modifikasi dengan nilai uji fisik paling baik
kemudian dikarakterisasi dengan FTIR dan SEM.
3.4.1 Formulasi Ekstrak DAO, Sulfur dan RET
Tahap pertama yang dilakukan yaitu menambahkan ekstrak DAO ke dalam
aspal. Aspal ditimbang dengan jumlah yang telah ditentukan, kemudian
dimasukkan ekstrak DAO ke dalam aspal dengan variasi yang telah ditentukan.
Kemudian dipanaskan dengan suhu hotplate 270 0C hingga mencair dan diaduk
menggunakan auto stirrer dengan kecepatan 3.000 rpm hingga suhu campuran
mencapai 170 0C.
33
Bubuk sulfur kemudian dimasukkan dengan jumlah yang telah ditentukan
dalam keadaan diaduk dengan stirrer. Setelah campuran merata kemudian
ditunggu hingga suhu mencapai 185 0C. Pada saat suhu campuran aspal telah
mencapai 185 0C, RET ditambahkan dengan perlahan hingga semua larut ke
dalam campuran dengan bantuan stirrer.
RET yang masih berada di permukaan campuran dan belum larut, dilarutkan
dengan bantuan spatula sehingga butiran RET dapat masuk ke dalam campuran
aspal. Kemudian setelah campuran merata, sampel ditunggu selama 3 jam dengan
suhu yang stabil. Setelah itu, sampel aspal panas diangkat dan dipindahkan ke alat
uji yang telah disiapkan. Variasi aspal, ekstrak DAO, sulfur dan RET dapat dilihat
pada Tabel 4.
34
Tabel 4. Variasi aspal, ekstrak DAO, sulfur dan RET
Formulasi Aspal (%) Ekstrak DAO (%) Sulfur (%) RET (%)
1 96,25 1 0,5 2,25
2 95,95 1,3 0,5 2,25
3 95,75 1,5 0,5 2,25
4 95,55 1,7 0,5 2.25
5 95,35 1,9 0,5 2,25
6 96,15 1,5 0,1 2,25
7 95,95 1,5 0,3 2,25
8 95,75 1,5 0,5 2,25
9 95,55 1,5 0,7 2,25
10 95,35 1,5 0,9 2,25
11 96 1,5 0,5 2
12 95,85 1,5 0,5 2,15
13 95,75 1,5 0,5 2,25
14 95,65 1,5 0,5 2,35
15 95,55 1,5 0,5 2,45
Keterangan :
: Variasi kadar ekstrak DAO
: Variasi kadar sulfur
: Variasi kadar RET
Perhitungan :
35
3.4.2 Uji Penetrasi ( ASTM D-5, 2006)
Sampel dituangkan ke dalam chamber. Sampel dalam chamber didiamkan
pada temperatur ruang selama 1 jam. Sampel dalam chamber ditempatkan dalam
water bath 25 °C, dan dibiarkan selama 1,5 jam. Jarum penetrasi dibersihkan dan
dipasang pada penetrometer. kemudian jarum penetrasi diturunkan perlahan-lahan
sampai tepat di atas permukaan aspal dan pemegang jarum dilepaskan serentak
dengan timer selama 5 detik. Angka yang ditunjukkan oleh jarum penetrometer
dicatat. Uji penetrasi dilakukan sebanyak 3 kali dan ditentukan nilai rata-ratanya.
3.4.3 Uji Softening Point (ASTM D-36, 2014)
Sampel dipanaskan dan diaduk dengan hati-hati sampai cukup cair untuk
dituang. Hindari timbulnya gelembung pada sampel. Sampel dituangkan ke dalam
dua buah ring yang diletakkan di atas plat kuningan dan didinginkan pada suhu
ruang selama 1 jam. Setelah sampel dingin, kelebihan aspal yang berada di atas
permukaan cincin dipotong sampai permukaan sampel aspal rata dengan
permukaan cincin. Cincin yang berisi sampel ditempatkan dalam ball centering
guide kemudian dimasukkan ke dalam ring holder.
Bola baja ditempatkan ke dalam ball centering guide yang berada di atas
cincin yang mengandung sampel aspal, sehingga bola baja berada tepat di tengah-
tengah cincin. Semua rangkaian dimasukkan dalam beaker glass yang berisi air
dengan suhu 5 °C selama 15 menit. Beaker glass dipanaskan di atas pemanas dan
dijaga kenaikan temperatur air dalam beaker glass sebesar 1 °F per 6 detik.
Temperatur pada saat sampel meleleh sehingga bola baja jatuh menyentuh dasar
assembly dicatat sebagai titik lunak (softening point) sampel tersebut.
3.4.4 Uji Daktilitas (ASTM D-113, 2007)
36
Sampel dipanaskan hingga cukup cair untuk dituang (suhu antara 130-
140°C). Sampel dituangkan ke dalam cetakan (dituangkan dengan aliran kecil
bolak-balik dari ujung satu ke ujung lainnya tempat cetakan) hingga terisi lebih
dari penuh. Sampel dalam cetakan didinginkan pada suhu kamar selama 1 jam.
Sampel dalam cetakan dimasukkan ke dalam bak air suhu 25°C selama 2 jam.
Sampel dalam cetakan yang berlebihan dipotong dengan pisau panas hingga
sampel dalam cetakan mendatar. Sampel dilepaskan dari dasar cetakan dari kedua
piring cetakan. Lubang ujung cetakan dimasukkan ke dalam pen yang ada dalam
alat uji apparatus. Motor alat testing dijalankan hingga sampel yang terletak pada
alat tadi mulai ditarik dengan kecepatan 1 menit dalam 5 cm.
Apabila terjadi pemecahan dalam alat testing, hentikan motor dan ukur jarak
dalam cm dimana sampel mulai putus, selama testing, air dalam tangki alat mesin
harus merendam sampel yang sesuai seperti benang itam selalu berada atas dan
bawah sedikitnya 2,5 cm dan suhu dijaga konstan 25°C.
3.4.5 Uji Stabilitas Penyimpanan (ASTM D-5976, 2007)
Campuran aspal panas dituangkan kedalam selongsong alumunium dengan
diameter 7 cm dan tinggi 20 cm. Kemudian sampel dipindahkan kedalam furnace
dengan suhu 160 0C dan disimpan selama 2 hari. Kemudian sampel dikeluarkan
dari furnace lalu diperiksa keadaan aspal dalam selongsong menggunakan spatula.
Jika aspal membentuk gel maka kestabilan penyimpanan dari aspal tidak baik
sehingga pengujian tidak dapat dilakukan.
Jika aspal yang terbentuk cair, pengujian dilakukan dengan mengambil
aspal cair lalu memindahkannya kedalam ring. Selongsong yang berisi aspal
kemudian didiamkan hingga mengeras lalu bagian bawah dari selongsong di
37
potong dengan gerindra. Bagian bawah tersebut yang kemudian dipanaskan di
atas hot plate lalu aspal cair hasil pemanasan tadi dipindahkan ke dalam ring. Lalu
kedua ring tersebut di uji kestabilannya dengan cara uji softening point. Kemudian
dilihat perbandingan antara keduanya.
3.4.6 Uji Reologi Mekanistik Aspal (AASHTO T315 dan AASHTO TP 70,
2009)
Sampel yang akan diuji diletakkan pada alat cetak dengan ukuran 25 mm.
Alat Dynamic Shear Rheometer dinyalakan kemudian dilakukan auto zero. Lalu
diatur suhu pemanasan pada komputer dengan suhu 64 0C. Sampel yang telah
disiapkan diletakkan di atas plate pada alat Dynamic Shear Rheometer kemudian
alat tersebut dijalankan dan ditunggu hingga beberapa saat untuk memperoleh
nilai performance grade (PG). Untuk memperoleh nilai MSCR dilakukan
prosedur yang sama tetapi temperatur diatur pada suhu 58 0C.
3.4.7 Analisis Gugus Fungsi dengan Fourier Transform Infra Red (FTIR)
(ASTM D-6348, 2012)
Gugus fungsi aspal Pertamina sebelum dan sesudah ditambahkan aditif
dianalisis menggunakan FTIR. Semua sampel dilarutkan dengan pelarut yang
tepat, yaitu pelarut yang mempunyai daya melarutkan cukup tinggi terhadap
senyawa yang akan dianalisis, tetapi tak ikut melakukan penyerapan di daerah
infra merah yang dianalisis. Selain itu, tidak boleh terjadi reaksi antara pelarut
dengan senyawa cuplikan. Sampel yang telah dilarutkan kemudian diteteskan
sedikit pada sample holder. Grafik puncak-puncak serapan yang muncul di layar,
dicetak dan dianalisis gugus fungsinya.
38
3.4.8 Pemeriksaan Morfologi dengan Scanning Electron Microscopy (SEM)
(ASTM E2809 – 13, 2013)
Morfologi aspal Pertamina sebelum dan sesudah ditambahkan aditif
dianalisis dengan SEM. Berkas elektron yang dihasilkan oleh electron gun akan
menyapu permukaan sampel dalam daerah yang sangat kecil. Saat elektron
berinteraksi dengan sampel, maka akan dihasilkan secondary electron yang masuk
ke dalam detektor dan diubah menjadi sinyal listrik yang akan menghasilkan
gambar pada layar monitor. Hasil yang ditampilkan dengan secondary electron ini
adalah topografi permukaan sampel.
39
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Modifikasi Aspal Pertamina Tipe IA Menjadi Tipe IIB
Modifikasi aspal Pertamina tipe IA menjadi tipe IIB dilakukan dengan cara
memodifikasi komponen kimia di dalam aspal dengan memformulasikan bahan
aditif ekstrak DAO, sulfur dan RET. Modifikasi aspal dilakukan dengan
melakukan blending aspal dan bahan aditif. Pencampuran terlebih dahulu
dilakukan antara aspal dengan ekstrak DAO, kedua sampel tersebut dapat
langsung dicampurkan karena memiliki penyusun yang sama yaitu hidrokarbon
dan yang membedakan hanya viskositasnya saja. Setelah tercampur, kemudian
sampel dipanaskan hingga mencair sekaligus dilakukan pengadukan dengan
kecepatan 3.000 rpm.
Penambahan sulfur dilakukan ketika suhu campuran sudah mencapai 170
0C. Hal ini disebabkan karena pada suhu pemanasan hingga 170
0C dapat melebihi
tingkat polimerisasi sulfur dan akan meningkatkan nilai viskositas dari campuran.
Penambahan RET dilakukan ketika suhu campuran mencapai 185 0C, ini karena
RET dapat larut pada suhu pemanasan tersebut. Penambahan RET dilakukan
perlahan dimaksudkan agar tidak terjadi penggumpalan (Dupont, 2010).
4.2 Pengaruh Penambahan Ekstrak DAO
Untuk dapat memperoleh kadar optimal dari variasi ekstrak DAO terhadap
hasil uji fisik aspal, pada penelitian ini kadar dari sulfur dan RET ditentukan
terlebih dahulu. Kadar sulfur dan RET yang akan ditambahkan ke dalam
40
campuran dibuat tetap. Penentuan kadar optimal dari sulfur dan RET disesuaikan
dengan literatur serta hasil penelitian yang sudah dilakukan.
Kadar sulfur yang digunakan sebagai bahan aditif dalam campuran aspal
berkisar antara 0,1-0,9 % (b/b). Sulfur berperan sebagai agen untuk terjadinya
ikatan silang antara aspal dengan RET agar ikatan antara keduanya semakin kuat
sehingga dapat memperbaiki nilai stabilitas penyimpanan aspal. Namun
pemakaian sulfur yang berlebih dapat menjadikan tekstur aspal yang sangat keras
sehingga dapat menurunkan nilai penetrasi aspal (Zhang et al., 2010).
Aspal yang terlalu keras tidak baik untuk diaplikasikan ke jalan karena
dapat menyebabkan terjadinya keretakan pada jalan dan terbentuk alur yang
mengakibatkan umur aspal tidak bertahan lama (Amalia, 2012). Sehingga pada
formulasi ekstrak DAO ini kadar sulfur yang dibuat tetap yaitu sebesar 0,5 %
(b/b).
Menurut Dupont (2010) kadar maksimal RET yang ditambahkan ke dalam
campuran aspal adalah 2,5% (b/b). Penambahan RET yang berlebih dapat
membuat bentuk fisik aspal menjadi gel serta aspal akan menjadi sangat kental
sehingga dapat mempengaruhi pengujian stabilitas penyimpanan aspal.
Mulyotomo (2016) menyatakan pemakaian kadar minimal RET sebagai
bahan aditif untuk memodifikasi aspal yaitu sebesar 2% (b/b). Hal ini disebabkan
karena RET berperan sebagai plasticizer yang dapat memperbaiki nilai softening
point dan nilai daktilitas aspal sehingga kadar RET yang terlalu sedikit atau < 2%
bila ditambahkan ke dalam campuran aspal tidak dapat memperbaiki nilai
softening point dan nilai daktilitas aspal. Sehingga pada formulasi ekstrak DAO
ini kadar RET dibuat tetap yaitu sebesar 2,25% (b/b).
41
Variasi ekstrak DAO yang di tambahkan ke dalam aspal Pertamina tipe IA
dan nilai uji fisik aspal dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Hasil uji pengaruh penambahan ekstrak DAO
Jenis
Pengujian
Standar
Bina
Marga
Ekstrak
DAO
0%
Ekstrak
DAO
1%
Ekstrak
DAO
1,3%
Ekstrak
DAO
1,5%
Ekstrak
DAO
1,7%
Ekstrak
DAO
1,9%
Penetrasi
(m/m) 40 35 40 44 54 50 57
Softening
Point (0C)
54 63,3 59,4 56,2 58,8 54,4 52,2
Daktilitas (cm) 100 150 76 80 150 76 90
Stabilitas
Penyimpanan
(0C)
<2,2 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
Penambahan Ekstrak DAO pada aspal mengakibatkan meningkatnya nilai
penetrasi aspal yang dapat dilihat pada Tabel 5. Kadar ekstrak DAO 0% memiliki
nilai penetrasi sebesar 35 m/m, ketika ditambahkan ekstrak DAO dari 1% sampai
1,9% mengalami kenaikan yang cukup signifikan ini terjadi karena viskositas
Ekstrak DAO yang lebih rendah di banding aspal mempengaruhi kelembekan dari
campuran tersebut (Pertamina, 2014).
Ekstrak DAO dapat meningkatkan penetrasi karena memiliki viskositas
yang lebih rendah dibanding aspal, dengan viskositas lebih rendah tersebut
ekstrak DAO dapat membuat aspal menjadi lebih lunak. Kandungan dari ekstrak
DAO yang paling besar adalah senyawa aromatik yaitu benzene a pyrene.
Senyawa aromatik yang ditambahkan dapat menahan angka softening point stabil,
tidak mengalami penurunan secara signifikan walaupun nilai penetrasinya
meningkat (Pertamina, 2014).
Nilai penetrasi dari semua kadar ekstrak DAO telah memenuhi standar
spesifikasi Dirjen Bina Marga. Nilai minimal untuk angka penetrasi aspal polimer
yaitu 40 m/m. Nilai softening point dari ke-5 variasi ekstrak DAO menghasilkan
42
penurunan seiring dengan banyaknya ekstrak DAO yang ditambahkan karena
aspal akan semakin melembek.
Nilai minimal untuk softening point yaitu 54 0C. Dari ke-5 variasi kadar
ekstrak DAO, kadar ekstrak DAO sebesar 1,9% memiliki nilai 52,2 0C sehingga
belum memenuhi standar spesifikasi. Sedangkan nilai minimal untuk stabilitas
penyimpanan yaitu sebesar 0,5 0C. Semua variasi kadar ekstrak DAO telah
memenuhi standar spesifikasi karena memiliki nilai stabilitas penyimpanan
sebesar 0,5 0C.
Nilai minimal untuk daktilitas yaitu sebesar 100 cm. Dari ke-5 variasi kadar
ekstrak DAO, kadar ekstrak DAO yang memiliki nilai daktilitas dan memenuhi
syarat spesifikasi hanya satu varian yaitu kadar ekstrak DAO sebesar 1,5% yang
memilki nilai daktilitas sebesar 150 cm. Sedangkan ke-4 variasi yang lain
memiliki nilai daktilitas yang masih dibawah standar spesifikasi. Ekstrak DAO
berperan sebagai bahan pelunak aspal, namun pada hasil uji daktilitas yang telah
diperoleh ekstrak DAO mempengaruhi nilai daktilitas aspal.
Hal ini disebabkan saat proses pengadukan yang disertai dengan pemansan
aspal, suhu yang digunakan melebihi 190 0C. Dimana pada suhu pemanasan
tersebut RET yang berperan sebagai plasticizer akan mengalami dekomposisi
sehingga sifat plasticizer yang seharusnya diberikan oleh RET kepada aspal akan
hilang akibat suhu pemanasan yang tinggi sehingga mempengaruhi nilai daktilitas
aspal (Dupont, 2010).
Kadar ekstrak DAO yang paling optimal yaitu sebesar 1,5%. Hal ini
disebabkan kadar ekstrak DAO sebesar 1,5% memiliki nilai uji fisik yang sangat
baik secara keseluruhan dan telah memenuhi standar spesifikasi Dirjen Bina
43
Marga. Penambahan ekstrak DAO akan memberikan dampak yang signifikan
terhadap nilai penetrasi aspal karena ekstrak DAO berperan sebagai bahan
pelunak aspal (Pertamina, 2014).
4.3 Pengaruh Penambahan Sulfur
Sulfur merupakan bahan aditif yang digunakan untuk meningkatkan nilai
stabilitas penyimpanan aspal. Penambahan sulfur dimaksudkan untuk
menghindari pemisahan fasa pada aspal polimer saat disimpan dalam jangka
waktu yang lama dengan kondisi temperatur yang sewaktu-waktu dapat berubah
(Zhu et al., 2014).
RET merupakan compatibilizer terhadap aspal namun kemampuannya
sebagai compatibilizer belum cukup baik untuk menstabilkan penyimpanan aspal
agar tidak terjadi pemisahan fasa pada aspal polimer (Jasso, 2016). Penelitian
sebelumnya dilakukan oleh Mulyotomo (2016) dengan hanya mereaksikan aspal
dan RET. Berikut merupakan reaksi yang terjadi antara aspal dengan RET.
Gambar 8. Mekanisme reaksi aspal dengan RET (Kalantar et al, 2012).
Dampak dari reaksi yang terjadi (Gambar 8) yaitu nilai stabilitas
penyimpanan aspal masih buruk dan akan menyebabkan pemisahan fasa pada
aspal. Pemisahan fasa pada aspal polimer terjadi saat lapisan atas dan lapisan
bawah aspal yang disimpan di dalam drum tidak lagi homogen. Lapisan atas dapat
berbentuk cair dan lapisan bawah dapat berbentuk padat (Jasso, 2016).
44
Untuk meningkatkan nilai stabilitas penyimpanan aspal, sulfur bekerja
dengan cara ikatan silang yaitu mengikat aspal dan RET melalui ikatan sulfida.
Interaksi kimia yang terjadi akan menghasilkan ikatan yang kuat antara aspal,
sulfur dan RET (Zhang et al, 2011). Ikatan yang terbentuk tersebut tidak dapat
putus sehingga dapat meningkatkan stabilitas penyimpanan aspal polimer bahkan
saat suhu penyimpanan sedang melonjak tinggi sehingga tidak terjadi pemisahan
fasa dan kehomogenan tetap terjaga (Kringos et al, 2014).
Aspal akan bereaksi dengan sulfur terlebih dahulu karena pada saat
dilakukan formulasi, sulfur ditambahkan lebih dulu lalu kemudian RET untuk
membentuk ikatan silang. Sulfur yang berbentuk padat ketika dipanaskan akan
membentuk molekul H2S sehingga dapat bereaksi dengan gugus karboksil dari
aspal (PubChem, 2018). Mekanisme reaksi antara aspal dan sulfur dapat dilihat
pada Gambar 9.
Gambar 9. Mekanisme reaksi aspal dengan sulfur (Solomon, 2011).
Reaksi antara aspal dengan sulfur menghasilkan tioester dan air. Air akan
menguap pada saat dilakukan pencampuran karena suhu yang digunakan dalam
45
memodifikasi aspal yaitu lebih dari 100 0C. Aspal yang mengandung gugus
karboksil akan bereaksi dengan sulfur sehingga terjadi reaksi tioesterifikasi
(Solomon, 2011).
Mula-mula gugus karbonil mengalami protonasi sehingga terjadi
peningkatan elektrofilitas pada atom karbon karbonil. Kemudian melibatkan adisi
nukleofilik yaitu atom sulfur menyerang karbon karbonil yang telah terprotonasi
sehingga terbentuk ikatan sulfida. Kemudian atom H yang terikat pada atom
sulfur berpindah ke atom O lalu deprotonasi dilakukan untuk membentuk ikatan
C-S yang stabil. Gugus hidroksil terprotonasi untuk dapat memutus ikatan C-O
dan melepaskan air (Solomon, 2011).
Sulfur sangat berpengaruh terhadap nilai stabilitas penyimpanan aspal
polimer. Untuk itu dilakukan formulasi agar dapat memperoleh kadar optimal dari
sulfur. Formulasi kadar sulfur dan pengaruh sulfur terhadap nilai uji fisik aspal
polimer dapat dilhat pada Tabel 6.
Tabel 6. Hasil uji pengaruh penambahan sulfur
Jenis Pengujian
Standar
Bina
Marga
Sulfur
0%
Sulfur
0,1%
Sulfur
0,3%
Sulfur
0,5%
Sulfur
0,7%
Sulfur
0,9%
Penetrasi (m/m) 40 54 50 53,3 55 40,3 37
Softening
Point (0C) 54 54,4 56,7 58,3 57,7 60,5 62,2
Daktilitas (cm) 100 150 150 150 150 150 150
Stabilitas
Penyimpanan (0C)
<2,2 8,3 6,1 4,3 0,5 1,1 0,5
Penambahan sulfur pada campuran aspal dapat meningkatkan nilai stabilitas
penyimpanan. Standar spesifikasi nilai stabilitas penyimpanan yaitu <2,2 0C.
Semakin banyak kadar sulfur yang ditambahkan ke dalam campuran maka nilai
stabilitas penyimpanan akan semakin baik (Daranga et al., 2009).
46
Nilai stabilitas penyimpanan yang baik diperoleh pada kadar sulfur 0,5, 0,7
dan 0,9 % dengan nilai masing-masing sebesar 0,5, 1,1 dan 0,5 0C. Sedangkan,
nilai stabilitas penyimpanan aspal polimer yang diperoleh dari kadar sulfur 0,1
dan 0,3% yaitu sebesar 6 0C dan 4,3
0C sehingga masih belum memenuhi
spesifikasi.
Meskipun variasi 0,7 dan 0,9 % telah memiliki nilai stabilitas penyimpanan
yang baik, namun kedua variasi tersebut menghasilkan nilai penetrasi aspal
polimer menjadi menurun sehingga aspal menjadi keras. Aspal polimer yang
terlalu keras tidak baik untuk diaplikasikan ke jalan karena dapat menyebabkan
terjadinya keretakan pada jalan dan terbentuk alur yang mengakibatkan umur
aspal tidak bertahan lama (Amalia, 2012).
Berbeda dengan kadar sulfur 0,5% yang memiliki nilai penetrasi yang baik
yaitu sebesar 55 m/m.. Kadar optimal dari formulasi sulfur yaitu 0,5%. Nilai uji
fisik yang diperoleh dari kadar optimal tersebut sudah memenuhi syarat
spesifikasi yang telah ditetapkan Dirjen Bina Marga. Secara keseluruhan, sulfur
dengan formula 0,5%, memiliki nilai uji fisik yang lebih baik dibandingkan
dengan kadar sulfur yang lain.
4.4 Pengaruh Penambahan RET
Penambahan RET sebagai polimer elastomer ke dalam campuran aspal
dilakukan pada saat suhu campuran mencapai 185 0C. RET ditambahkan secara
perlahan agar campuran aspal tidak membentuk gel sehingga dapat dilakukan uji
stabilitas penyimpanan. Setelah semua butiran RET tercampur merata kemudian
suhu campuran distabilkan pada suhu 190-195 0C karena jika suhu tersebut
kurang maka aspal akan membentuk gel. Begitu pula jika suhu pemanasan
47
melebihi suhu 190-195 0C maka RET akan terurai dan akan sangat mempengaruhi
hasil uji fisik.
Penambahan RET ke dalam campuran aspal sangat berpengaruh terhadap
kualitas aspal. RET merupakan compitabilizer pada modifikasi aspal karena RET
mengandung glycidyl methacrylate yang memiliki cincin epoksi sehingga dapat
bereaksi dengan sulfur kemudian membentuk ikatan silang. Ikatan yang terbentuk
dapat menghindari pemisahan fasa dari aspal sehingga dapat meningkatkan nilai
stabilitas penyimpanan ( Jasso et al, 2015).
RET yang ditambahkan ke dalam campuran menyebabkan terjadinya reaksi
ikatan silang dengan sulfur. Reaksi ikatan silang terbentuk untuk menghubungkan
RET dengan aspal sehingga semua komponen yang ada dalam campuran saat
dilakukan blending aspal dapat menghasilkan ikatan kimia yang kuat dan
meningkatkan kualitas aspal (Zhang et al, 2010).
Hasil reaksi antara aspal dan sulfur kemudian direaksikan dengan RET.
Mekanisme terbentuknya ikatan silang dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10. Mekanisme reaksi ikatan silang antara aspal, sulfur dan RET
(Jasso et al, 2015).
48
Mekanisme yang terjadi antara RET dengan sulfur yaitu cincin epoksi
terbuka akibat adanya interaksi dengan gugus tiol milik aspal untuk membentuk
ikatan sulfida. Kemudian atom O menyerang tiol dengan menarik atom H untuk
membentuk gugus alkohol. Karbokation kemudian bereaksi dengan sulfur yang
telah terionisasi untuk membentuk ikatan silang (Jasso et al, 2015).
Dampak dari reaksi kimia yang terjadi antara aspal dan RET yaitu dapat
meningkatkan nilai stabilitas penyimpanan, softening point dan daktilitas. Tekstur
aspal akan menjadi lebih keras jika RET telah bereaksi dengan aspal dan sulfur.
Meningkatnya nilai softening point pada aspal dapat menjadikan kualitas aspal
lebih tahan terhadap suhu dan cuaca yang tinggi (Utama dan Febriani, 2017).
Hasil pengujian variasi RET dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7. Hasil uji pengaruh penambahan RET
Jenis Pengujian
Standar
Bina
Marga
RET
0%
RET
2%
RET
2,15%
RET
2,25%
RET
2,35%
RET
2,45%
Penetrasi (m/m) 40 50 33,3 31,7 56 29 25
Softening
Point (0C)
54 52,2 54,4 63,9 58,3 70 74
Daktilitas (cm) 100 50 80 120 150 133 150
Stabilitas
Penyimpanan (0C)
<2,2 3,3 1,1 1,6 0,5 0,5 2,7
RET dapat meningkatkan nilai softening point aspal. Nilai softening point
berguna untuk mengetahui pada suhu pemanasan berapa aspal akan mengalami
pelelehan atau menjadi cair (Zhang et al, 2010). Dalam analisis lab sampel aspal
tidak bisa lagi mendukung berat dari bola baja 3,5 gram ketika mengalami
pemanasan. Tingkat softening point yang tinggi dari suatu aspal dapat menjadikan
aspal tahan terhadap panas dan tidak cepat mengalami kerusakan (Nurcahya et al,
2014).
Nilai daktilitas digunakan untuk mengetahui ketahanan aspal terhadap retak
dalam penggunaannya sebagai lapis pengkerasan. Aspal dengan daktilitas yang
49
rendah akan mengalami retak-retak dalam penggunaannya karena lapisan
pengkerasan mengalami perubahan suhu yang agak tinggi. Oleh karena itu aspal perlu
memiliki daktilitas yang cukup tinggi (Susanti, 2015).
Berdasarkan Tabel 7, semakin banyak kadar RET yang ditambahkan
semakin tinggi pula nilai softening point dan nilai daktilitas yang diperoleh.
Standar spesifikasi nilai softening point yaitu 54 0C. Nilai softening point yang
dimiliki oleh semua variasi kadar RET telah memenuhi standar spesifikasi yang
telah ditetapkan oleh Dirjen Bina Marga dan sangat baik untuk diaplikasikan ke
jalan karena dapat bertahan dalam temperatur yang tinggi.
Namun variasi kadar RET 2, 2,15, 2,35 serta 2,45% memiliki nilai penetrasi
yang masih buruk sehingga dapat membuat aspal menjadi keras. Nilai minimal
untuk penetrasi aspal polimer yaitu 40 m/m. Standar spesifikasi nilai daktilitas
yaitu 100 cm. Nilai daktilitas dari kadar RET 2% belum memenuhi standar karena
hanya memiliki nilai sebesar 80 cm.
Sedangkan nilai daktilitas dari kadar RET yang lain sudah memenuhi
standar spesifikasi. Kadar optimal dari RET yang digunakan untuk memodifikasi
aspal yaitu sebesar 2,25%. Nilai uji fisik yang diperoleh dari kadar RET 2,25%
sudah memenuhi standar spesifikasi Dirjen Bina Marga tahun 2016.
4.5 Hasil Uji Reologi Mekanistik Aspal
Ketahanan aspal terhadap cuaca dan rutting saat diaplikasikan di jalan raya
dapat dilihat dari hasil uji menggunakan alat Dynamic Shear Rheometer (DSR).
Performance grade dan Multiple Stress and Creep Recovery merupakan
parameter uji yang dihasilkan dari alat DSR untuk mengetahui ketahanan aspal
polimer terhadap cuaca dan rutting (Mezger, 2011).
50
Baik atau buruknya kinerja dari aspal saat diaplikasikan dijalan raya dapat
diketahui melalui nilai performance grade. Aspal yang baik adalah yang memiliki
nilai performance grade >2,2 kPa. Aspal yang diaplikasikan dijalan raya sering
kali mengalami rutting yaitu kondisi dimana aspal mengalami pengkerutan akibat
pengaruh dari cuaca buruk dan bobot kendaraan. Keelastisan aspal telah hilang
sehingga aspal akan membentuk cekungan yang panjang dan dapat
membahayakan pengguna jalan (Zhang et al, 2011).
Untuk dapat mengetahui ketahanan aspal terhadap rutting maka digunakan
parameter uji MSCR dengan temperatur uji 58 0C. Temperatur pengujian yang
dilakukan berbeda dengan performance grade yang menggunakan temperatur 64
0C. Hal ini disebabkan terbentuknya rutting dijalan raya kerap kali terjadi secara
perlahan dan sedikit demi sedikit.
Aspal modifikasi polimer pada suhu 64 0C masih dapat digunakan namun
tidak dapat bertahan lama karena kondisi rutting akan semakin melebar dan
memanjang. Maka dari itu digunakan temperatur 58 0C untuk mengantisipasi serta
mengetahui temperatur terbentuknya rutting (U.S Departement Of Transportation,
2011). Formulasi dan hasil uji reologi mekanistik aspal dapat dilihat pada Tabel 8
dan 9.
Tabel 8. Formulasi ekstrak DAO (D) + sulfur (S) + RET (R)
F D (%) S (%) R (%) F D (%) S (%) R (%) F D (%) S (%) R (%)
1 1,1 0,5 2,25 6 1,5 0,1 2,25 11 1,5 0,5 2
2 1,3 0,5 2,25 7 1,5 0,3 2,25 12 1,5 0,5 2,15
3 1,5 0,5 2,25 8 1,5 0,5 2,25 13 1,5 0,5 2,25
4 1,7 0,5 2,25 9 1,5 0,7 2,25 14 1,5 0,5 2,35
5 1,9 0,5 2,25 10 1,5 0,9 2,25 15 1,5 0,5 2,45
51
Tabel 9. Hasil uji reologi mekanistik aspal
Formulasi kPa (PG 640C) kPa (PG 70
0C) MSCR (58
0C) kPa
1 2,84 1,53 V 0,8
2 3,68 1,95 E 0,45
3 3,27 1,64 V 0,79
4 2,97 1,58 E 0,49
5 3,86 1,79 V 0,51
6 2,33 1,17 H 1,180
7 2,29 1,15 H 1,374
8 3,33 1,64 V 0,63
9 3,25 1,62 V 0,8144
10 3,73 1,96 E 0,3232
11 4,09 2,05 V 0,81
12 3,39 1,76 V 0,73
13 3,21 1,64 V 0,95
14 5,42 2,6 V 0,6
15 3,99 2,08 E 0,36
Berdasarkan hasil uji yang diperoleh pada Tabel 11, secara keseluruhan
hasil uji aspal modifikasi polimer dengan ekstrak DAO, sulfur dan RET memiliki
nilai performance grade yang baik dengan nilai >2,2 kPa. Temperatur pengujian
yang digunakan sebesar 64 0C karena menyesuaikan kondisi cuaca di Indonesia.
Hal ini menandakan bahwa kinerja aspal modifikasi polimer masih dapat
memberikan perfoma yang baik saat suhu tinggi meskipun menahan beban
kendaraan yang melintas (Indiryanti, 2012).
Nilai MSCR E atau extremely heavy sebesar <0,5 kPa, merupakan nilai
paling baik dari hasil pengujian MSCR yang menandakan bahwa aspal modifikasi
memiliki ketahanan yang sangat kuat terhadap rutting. Sedangkan nilai S atau
stabdard grade yaitu <4,5 kPa merupakan nilai paling buruk karena aspal akan
sangat rentan terhadap rutting. Nilai tersebut dimiliki oleh aspal yang belum
dimodifikasi (U.S Departement Of Transportation, 2011).
Dari hasil pengujian yang dilakukan, aspal modifikasi telah memiliki nilai
MSCR yang baik. Nilai terendah yang diraih oleh aspal modifikasi yaitu H atau
52
heavy grade dengan nilai 1,180 kPa. Untuk nilai reologi mekanistik dari formulasi
optimal dengan kode sampel 1, 8 dan 13 dengan varian kadar yang sama yaitu
kadar ekstrak DAO 1,5%, sulfur 0,5% dan RET 2,25% yang telah memiliki nilai
uji fisik yang baik secara keseluruhan, memiliki nilai PG sebesar 3,27 kPa dan
nilai MSCR yaitu V sebesar 0,79 kPa. Dengan demikian formula aspal modifikasi
polimer memiliki reologi mekanistik yang baik dan sangat cocok untuk dapat
diaplikasikan di jalan raya.
4.6 Hasil Uji Fourier Transform Infra Red (FTIR)
Karakterisasi dengan instrumen FTIR yang dilakukan pada penelitian ini
bertujuan untuk mengetahui gugus fungsi yang merupakan gugus aktif dari aspal
Petamina tipe IA sebelum dimodifikasi dan setelah dimodifikasi menjadi aspal
polimer. Aspal modifikasi polimer yang dianalisis merupakan aspal modifikasi
dengan formulasi kadar optimal dengan kode sampel 1, 8 dan 13 dengan varian
kadar yang sama yaitu kadar ekstrak DAO 1,5%, sulfur 0,5% dan RET 2,25%
dimana formula tersebut memiliki nilai uji fisik yang baik secara keseluruhan.
Spektrum aspal Pertamina tipe IA dan spektrum aspal modifikasi polimer dengan
kadar optimal dapat dilihat pada Gambar 11 dan 12.
53
Gambar 11. Spektrum aspal Pertamina tipe IA
Gambar 12. Spektrum aspal modifikasi polimer
Bilangan gelombang gugus fungsi aspal Pertamina tipe IA dan aspal
modifikasi polimer dapat dilihat pada Tabel 10 dan 11.
54
Tabel 10. Bilangan gelombang dan gugus fungsi aspal Pertamina tipe IA
Bilangan Gelombang Gugus Fungsi
2922,16 C-H stretching
1743,65 Gugus
1018,41 Gugus C-O-C
Sumber : Komal et al (2013)
Tabel 11. Bilangan gelombang dan gugus fungsi aspal modifikasi polimer
Bilangan Gelombang Gugus Fungsi
2920,23 C-H stretching
1737,86 Gugus
1261,45 Tioester
1091,71 C-O alkohol
873,75 C-H kuat
721,38 Gugus ikatan C-S
Sumber : Komal et al (2013)
Pada (Tabel 10) bilangan gelombang 2850–2960 cm-1
terdapat peak tajam
yang menandakan adanya gugus C-H stretching pada rantai alifatik. (Zhang et al.,
2011). Pada bilangan gelombang 1743,65 terdapat gugus karbonil yang
menandakan adanya asam karboksilat dimana gugus tersebut dapat bereaksi
dengan sulfur untuk membentuk ikatan silang agar dapat memperbaiki nilai
stabilitas penyimpanan aspal (Kringos et al, 2014).
Kemunculan gugus karboksil biasanya terjadi pada bilangan gelombang
2500-3300 cm-1
. Namun pada karakterisasi aspal Pertamina tipe IA tidak terdapat
gugus karboksil pada bilangan gelombang 2500-3300 cm-1
. Hal ini disebabkan
masih adanya pengotor yang mengganggu proses karakterisasi sampel. Gugus eter
55
terdapat pada bilangan gelombang 1018,41 cm-1
gugus tersebut terdapat dalam
struktur aspal yang kompleks (Komal et al, 2013).
Aspal modifikasi polimer (Gambar 12) dengan kadar optimal memiliki hasil
analisis gugus fungsi yang baik. Terdapat beberapa gugus fungsi yang
mengindikasikan telah terjadinya ikatan silang antara aspal, sulfur dan RET.
Gugus fungsi yang dihasilkan cukup representatif untuk dapat menyimpulkan
bahwa reaksi ikatan silang telah terjadi sempurna lewat spektrum yang dihasilkan.
Pada bilangan gelombang 2850–2960 cm-1
terdapat peak tajam yang
menandakan adanya gugus C-H stretching pada rantai alifatik (Zhang et al.,
2011). Pada bilangan gelombang 1737,86 cm-1
terdapat gugus karbonil milik
tioester. Sedangkan gugus tioester muncul pada bilangan gelombang 1261,45 cm-1
yang memperkuat indikasi bahwa gugus karbonil merupakan milik tioester.
Tioster terbentuk dari reaksi antara sulfur dengan aspal melalui reaksi
tioesterifikasi dimana gugus karboksil milik aspal bereaksi dengan sulfur sehingga
menghasilkan tioester (Solomon, 2011).
Gugus C-O milik alkohol dan gugus C-H kuat pada bilangan gelombang
1091,71 dan 873,75 cm-1
merupakan gugus yang terdapat dari hasil reaksi ikatan
silang. Gugus tersebut merupakan gugus yang terdapat pada struktur senyawa
hasil reaksi antara tioester dan gugus epoksi milik RET dimana atom O milik
gugus epoksi menyerang tiol dengan menarik atom H untuk membentuk gugus
alkohol (Jasso, 2016).
Kemunculan gugus alkohol atau hidroksil biasanya terjadi pada bilangan
gelombang 3400-3200 cm-1
. Namun pada karakterisasi aspal modifikasi tidak
terdapat gugus hidroksil pada bilangan gelombang 3400-3200 cm-1
. Hal ini
56
disebabkan masih adanya pengotor yang mengganggu proses karakterisasi
sampel.
Spektrum ikatan silang yang dihasilkan (Gambar 12) tidak terlalu tajam
namun dapat mengindikasikan bahwa ikatan silang telah terjadi dengan
memperlihatkan adanya gugus ikatan C-S pada bilangan gelombang 721,38 cm-1
dimana dengan kehadiran gugus tersebut nilai stabilitas penyimpanan aspal
polimer telah memenuhi standar spesifikasi (Jasso, 2016).
4.7 Hasil Uji Scanning Electron Microscopy
Pengamatan morfologi dilakukan secara mikroskopis menggunakan alat
Scanning Electron Microscopy (SEM) dengan perbesaran 500x. Pengamatan
dilakukan pada tekstur permukaan aspal tanpa bahan aditif, aspal dengan
penambahan RET dan aspal dengan penambahan sulfur dan RET pada suhu
ruangan dan keadaan hampa udara. Hasil pengamatan morfologi sampel dapat
dilihat pada Gambar 13.
(a) (b)
57
(c)
Gambar 13. Hasil pengamatan (a) aspal Pertamina tipe IA (b) aspal dengan
penambahan RET (c) aspal modifikasi polimer
Pengamatan morfologi dimaksudkan untuk melihat homogenitas sampel
setelah ditambahkan bahan aditif dan dilakukan sebanyak tiga kali dengan
menggunakan tiga sampel yang berbeda. Sampel yang dianalisis merupakan
sampel yang berasal dari formulasi kadar bahan aditif yang optimal diantaranya
ekstrak DAO 1,5%, sulfur 0,5% serta RET 2,25%. Sampel aspal Pertamina tipe
IA dianalisis terlebih dahulu. Kemudian sampel aspal dengan penambahan RET
dianalisis setelah itu sampel aspal dengan penambahan sulfur dan RET dianalisis.
Terdapat perbedaan yang signifikan terhadap ketiga sampel yang telah
dianalisis. Dari pengamatan secara visual, sampel aspal Pertamina tipe IA
memiliki morfologi yang tidak beraturan. Aspal yang telah ditambahkan bahan
aditif akan memiliki morfologi yang lebih baik dan juga nilai memiliki nilai uji
fisik yang baik dari pada aspal yang belum dimodifikasi atau belum ditambahkan
bahan aditif (Wu et al, 2010).
Pengamatan morfologi terhadap aspal dengan RET bertujuan untuk melihat
persebaran RET dalam campuran aspal. Morfologi aspal dengan RET memiliki
bentuk yang lebih baik dari aspal sebelum ditambahkan RET. Namun persebaran
58
RET masih tidak merata akibat homogenitasnya yang rendah. Butiran RET tidak
tersebar secara merata dan bentuk aspal kurang beraturan. Keberadaan RET dapat
terlihat dari bintik-bintik putih yang belum tersebar secara merata. Aspal
modifikasi tanpa penambahan sulfur akan menjadi tidak stabil karena akan
menghasilkan pemisahan fasa pada suhu tertentu saat disimpan (Cui, 2008).
Aspal yang ditambahkan sulfur dan RET memiliki morfologi yang lebih
baik dari pada aspal polimer tanpa penambahan sulfur. Hal ini dapat terlihat dari
persebaran RET yang sudah terdistribusi secara merata ke semua bagian aspal.
Begitu juga dengan bentuk aspal yang lebih beraturan dibanding dengan aspal
polimer tanpa penambahan sulfur (Zhang et al, 2010).
Penambahan sulfur telah memberikan pengaruh yang signifikan terhadap
kompatibilitas aspal polimer. Hadirnya sulfur menjadikan komponen aspal dan
RET dapat saling menyatu sehingga homogenitasnya menjadi lebih baik. Sulfur
bersifat mengikat aspal dan RET melalui ikatan silang yang kemudian akan
berpengaruh terhadap kualitas aspal polimer terutama nilai stabilitas penyimpanan
(Jasso, 2016).
59
BAB V
PENUTUP
5.1 Simpulan
1. Formulasi optimal dari bahan aditif diperoleh pada variabel 1,8 dan 13 yang
memiliki kadar yang sama yaitu ekstrak DAO 1,5%, sulfur 0,5%, dan RET
2,25%. Kadar optimal tersebut dapat memodifikasi aspal Pertamina tipe IA
menjadi tipe IIB sehingga kualitasnya meningkat dan dapat memenuhi standar
spesifikasi Dirjen Bina Marga tahun 2016.
2. Nilai uji fisik yang diperoleh dari formula 1, 8 dan 13 memiliki nilai rata-rata
yaitu penetrasi sebesar 55 m/m, softening point sebesar 58,3 ⁰C, daktilitas
sebesar 150 cm, stabilitas penyimpanan sebesar 0,5 ⁰C, performance grade
dengan temperatur uji 64 0C sebesar 3,27 kPa dan multiple stress and creep
recovery dengan temperatur uji 58 0C sebesar 0,79 kPa.
3. Sulfur bekerja dengan cara mengikat aspal dan RET melalui ikatan silang
sehingga dapat menghindari pemisahan fasa pada aspal polimer saat disimpan
dalam jangka waktu yang lama dengan kondisi temperatur yang sewaktu-waktu
dapat berubah. Sehingga dapat meningkatkan nilai stabilitas penyimpanan
aspal.
4. Hasil analisis FTIR memperlihatkan adanya gugus C-S yang artinya telah
terjadi ikatan silang antara aspal, sulfur dan RET dimana sulfur merupakan
agen pembentuk ikatan silang. Hasil pengamatan morfologi menggunakan alat
SEM memperlihatkan persebaran RET yang sudah terdistribusi secara merata
ke semua bagian aspal. Bentuk aspal terlihat lebih beraturan dibanding dengan
aspal polimer tanpa penambahan sulfur.
60
5.2 Saran
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui reaksi kimia yang
terjadi antara aspal sulfur dan RET. RET memiliki harga yang mahal sehingga
dperlukan bahan aditif yang lebih ekonomis dan berkualitas sama.
.
61
DAFTAR PUSTAKA
Affandi, F. 2008. Karakteristik Bitumen Asbuton Butir. Jurnal Pusat Litbang Jalan
Dan Jembatan.
Amalia, M. 2012. Analisis Penggunaan Bahan Aditif Jenis Polimer Terhadap Kinerja
Campuran Aspal Panas dengan Tambahan Variasi BGA. Universitas Indonesia
ASTM. 2006. ASTM D-5. Penetration of Asphalt. In American Standard Testing and
Material. United States: ASTM International.
ASTM. 2007. ASTM D-5976. Storage Stability. In American Standard Testing and
Material. United States: ASTM International.
ASTM. 2007. ASTM D 5976-96. Elasticity. In American Standard Testing and
Material. United States: ASTM International.
ASTM. 2012. ASTM D-6348. FTIR Analysis. In American Standard Testing and
Material. United States: ASTM International.
ASTM. 2013. ASTM E2809 – 13. Standard Guide for Using Scanning Electron
Microscopy. In American Standard Testing and Material. United States: ASTM
International.
ASTM D-36. 2014. Softening Point of Asphalt. In American Standard Testing and
Material. United States: ASTM International.
Chung, W. J., Griebel, J. J., Kim, E. T., Yoon, H., Simmonds, A. G., Ji, H. J.,&
Guralnick, B. W. (2013). The use of elemental sulfur as an alternative
feedstock for polymeric materials. Nature chemistry, 5(6), 518-524.
W.F. Cui, Y. Jin, Y.W. Ou, Y.P. Wang, Properties of powdered styrene-butadiene
rubber blending modified asphalts, China Synth. Rubber Ind. 31 (2008) 475–
479
Daranga, C., Clopotel, C., Mofolasayo, A., & Bahia, H. U. 2009. Storage Stability
and Effect of Mineral Surface on Polyphosphoric Acid-Modified Asphalt
Binders. In Transportation Research Board 88th Annual Meeting (No. 09-2973).
Direktorat Jenderal Bina. 2016. Spesifikasi Umum Direktorat Jendral Bina Marga Jakarta: Kementrian Pekerjaan Umum.
Direktorat Pekerjaan Umum. 2010. Penelitian Penanganan Kebisingan Arteri Primer,. Bandung: Badan Penelitian dan Pengembangan Jalan.
Dupont. 2010. Dupont Innovative Asphalt Modifiers. United States: Dupont.
62
Hampl, R., Vacin, O., Jasso, M., Stastna, J., & Zanzotto, L. 2015. Modeling of tensile
creep and recovery of polymer modified asphalt binders at low temperatures. Applied Rheology, 3(25), 54–61.
Thomas.G Mezger. 2011. The Rheology Handbook 3. Hanover: Vincentz Network
Hermadi, M., & Ronny, Y. 2015. Pengaruh penambahan lateks alam terhadap sifat reologi aspal, 1(2), 105–114.
Imaduddin, Agah, T. 2013. Analisis Pengaruh Serbuk Ban Bekas terhadap Reologi dan Morfologi Aspal Modifikasi. Universitas Indonesia, 5(3), 18.
Indiryanti, E. W. 2012. Kajian perbaikan sifat reologi visco-elastic aspal dengan
penambahan Asbuton murni menggunakan parameter complex shear modulus,
1–14.
Jasso M, Hampl R, Vacin O, Stastna J, Zanzotto L. 2015. Rheology of conventional
asphalt modified with SBS, Elvaloy and polyphosphoric acid. Fuel Processing Technology, 140, pp. 172-179.
Jasso M. 2016. The Mechanism of Modification and Properties of Polymer Modified Asphalts. University of Calgary.
Journal, E. P., & Journal, E. P. 2014. Postprint Polymer Modification of Bitumen : Advances and Challenges, 18–38.
Kalantar, Z., Karim, M., and Mahrez, A. 2012. A review of using waste and virgin polymer in pavement, Constr. Build. Mater. 33: 55–62.
Komal, K., Ghopal, S., Prasad, D., Deepashre, C. 2013. FTIR Spectroscopic Studies
on Cleome Gynandra Comparative Analysis of Functional Group Before and After Extraction. Romanian Journal Biophys, 22 (3–4), 137–143.
Mashuri. 2010. Karakteristik Aspal sebagai Bahan Pengikat yang Ditambahkan
Styrofoam. Jurnal SMARTek, 8(1), 1–12.
Mashuri, & Patunrangi, J. 2011. Perubahan Karakteristik Mekanis Aspal yang Ditambahkan Sulfur sebagai Bahan Tambah. Jurnal Mektek, 13(2).
Mulyotomo, P. 2016. Modifikasi Base Aspal menjadi Aspal Polimer. Annual Report. Pertamina Research and Technology Center. Jakarta
National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Database;
CID=402, https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/402 (diakses 15 Juli, 2018).
Nurcahya, A., Rahman, H., Subagio, B. S., & Weningtyas, W. 2014. Analisis Kinerja
Campuran Aspal Porus Menggunakan Aspal Pen 60/70 dan Aspal Modifikasi Polimer Elvaloy. Jurnal Institut Teknologi Bandung.
63
Nuryanto, A. 2008. Aspal Buton dan Propelan Padat. Jakarta.
Perdana, S., Subagio, B. S., Rahman, H., & Hendarto, S. 2012. Kinerja Skid
Resistance Dan Kedalaman Tekstur Dari Campuran SMA dengan Memakai Variasi Agregat Dan Polimer SBS. Jurnal Institut Teknologi Bandung, 1–13.
Pertamina. 2014. Lube Oil Complex RU Cilacap IV. Jakarta: Pertamina.
Rachmayati, D. 2010. Evaluasi Asphalt Properties Campuran Aspal-Crumb Rumbber sebagai Alternatif Pengganti Aspal Minyak. Universitas Sebelas Maret.
Ritonga, W., & Irfandi. 2016. Pengaruh Karet Alam Siklik ( Cyclic Natural Rubber )
Terhadap Rongga Aspal Modifikasi. Jurnal Pendidikan Fisika Indonesia, 12(July), 169–176.
Solomon, T. W. G. and C. B. F. 2011. Organic Chemistry (10th ed.). United States: John Wiley & Sons, Inc.
Sengoz, B. dan Isikyakar, G. 2008. Analysis of styrene-butadiene-styrene polymer
modified bitumen using fluorescent microscopy and conventional test methods. Journal Hazard Mater, 150, 424–432.
Setiawan, A. 2012. Pengaruh Sulfur Terhadap Karakteristik Marshall Asphaltic
Concrete Wearing Course (AC-WC). Jurnal Rekayasa Dan Manajemen Transportasi, 2(1), 22–33.
Sugiri, Y. 2010. Studi Sifat Reologi Aspal Pen Rendah Dan Tinggi Yang Dimodifikasi
Limbah Tas Plastik. Simposium XIII FSTPT. Semarang. Universitas Katolik Soegijapranata
Suparma, L. B., Yosevina, & Laos, D. S. 2015. Pengaruh Penggunaan Aspal
Modifikasi EVA (EVA-MA) pada Perancangan Campuran Beton Aspal. The 18th FSTPT International Symposium, Unila.
Susanti, I. 2015. Karakterisasi Berbagai Jenis Aspal Di Pt. Pertamina (Persero).
Jakarta: Pertamina.
U.S Departement Of Transportation. (2011). TechBrief. Washington DC: Office of
Pavement Technology.
Utama, I. D. H. P., & Febriani, D. 2017. Modifikasi Aspal Pertamina dengan
Penambahan Reactive Elastomeric Terpolymers (RET) DAN Decant Oil (DCO). Jurnal Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.
Ida Bagus Wirahaji. 2012. Analisis Kadar Aspal Optimum Laston Lapis Aus Pada
Ruas Jalan Simpang Sakah – Simpang Blahbatuh. Jurnal Ilmiah Teknik Sipil, 16 (2).
64
Zhang, F., Yu, J., & Wu, S. 2010. Effect of ageing on rheological properties of
storage-stable SBS / sulfur-modified asphalts. Journal of Hazardous Materials, 182(1–3), 507–517.
Zhang, F., Yu, J., & Han, J. 2011. Effects of thermal oxidative ageing on dynamic
viscosity , TG / DTG , DTA and FTIR of SBS- and SBS / sulfur-modified
asphalts. Construction and Building Materials, 25(1), 129–137.
Zhu, J., Birgisson, B., Kringos, N.2014. Polymer modification of bitumen: Advances
and challenges. European Polymer Journal, 54: 18-38
65
Lampiran 1. Diagram alir penelitian
Persiapan sampel aspal
Formulasi kadar optimal dari ekstrak DAO,
sulfur dan RET
Uji fisik penetrasi, softening point, daktilitas, stabilitas penyimpanan dan
reologi mekanistik aspal
Karakterisasi dengan FTIR dan SEM
Variasi RET 2;
2,15; 2,25; 2,35
dan 2,45%.
Variasi sulfur
0,1; 0,3; 0,5; 0,7
dan 0,9%
Variasi ekstrak
DAO 1; 1,3; 1,5;
1,7 dan 1,9%
Dibuat kurva regresi untuk mengetahui sampel dengan nilai uji fisik paling
baik
Pengaruh
penambahan
ekstrak DAO
Pengaruh
penambahan
Sulfur
Pengaruh
penambahan
RET
66
Sampel aspal ditimbang dengan
berat yang telah ditentukan
Sampel dipanaskan Sampel dipanaskan
hingga 170 0 C hingga 185
0C
v = 3000 rpm v = 3000 rpm
Formulasi kadar Formulasi kadar Formulasi kadar
ekstrak DAO sulfur dengan variasi RET dengan variasi
dengan variasi 0,1, 0,3, 0,5, 0,7 1, 1,5, 2, 2,25 dan
1, 1,3, 1,5, 1,7 dan 0,9% 2,45%
dan 1,9%
Sampel dipanaskan selama 3 jam dengan suhu tetap 190 0C
67
Analisis pengaruh penambahan ekstrak DAO, sulfur dan RET
Uji Uji Uji daktilitas Uji
penetrasi softening reologi mekanistik
point
Data hasil pengujian fisik dikumpulkan kemudian dibuat kurva regresi untuk
mengetahui sampel dengan nilai uji fisik paling baik
FTIR SEM
Sampel aspal Pertamina tipe IA dan sampel dengan nilai uji fisik paling baik
kemudian dikarakterisasi dengan FTIR dan SEM
68
Lampiran 2. Gambar peralatan dan bahan penelitian
ALAT
Stirrer dan hotplate Alat uji penetrasi Chamber penetrasi
untuk blending aspal
Preparasi sampel Rangkaian alat Alat penyangga
aspal uji penetrasi softening point softening point
Ring softening point Ball softening point Wadah sampel uji
daktilitas
69
Preparasi sampel Alat uji daktilitas Selongsong besi uji
aspal uji daktilitas stabilitas penyimpanan
Microwave uji stabilitas penyimpanan
70
Bahan
Aspal Pertamina tipe IA RET Ekstrak DAO
Bubuk sulfur
71
Lampiran 3. Spesifikasi aspal Pertamina
No Jenis Pengujian Metode
Pengujian
Tipe I
Tipe II Aspal
Modifikasi
A B B
Standar
Spesifikasi
Hasil
Penelitian
1 Penetrasi 25 0C (m/m)
SNI-06-
2456-1991 60-70 Min. 40 55
2
Viskositas Dinamis
60 0C (Pa.S)
SNI-06-
6441-2000 160-240 320-480
3
Viskositas Kinematis
135 0C (cSt)
SNI-06-
6441-2000 ≥300 ≤3000 685
4 Titik Lembek (0C)
SNI-2434-
2011 ≥48 ≥54 58.3
5 Daktilitas 25 0C (cm)
SNI-2432-
2011 ≥100 ≥100 150
6 Titik nyala (0C)
SNI-2433-
2011 ≥232 ≥232
7 Kelarutan (%)
AASHTO-
T44-03 ≥99 ≥99 99.056
8 Berat Jenis
SNI-2441-
2011 ≥1 ≥1 1.12
9
Stabilitas
Penyimpanan (0C)
ASTM-D-
5976 ─ ≤2,2 0.5
10 Partikel Halus (%)
─ ─ ─
Pengujian Residu
Hasil TFOT
SNI-06-
2440-1991
11 Berat yang Hilang (%)
SNI-06-
2441-1991 ≤0,8 ≤0,8 ≤0,019
12
Viskositas Dinamis
60 0C (Pa.S)
SNI-03-
6441-2000 ≤800 ≤1600
13 Penetrasi 25 0C (m/m)
SNI-06-
2456-1991 ≥54 ≥54 56
14 Daktilitas 25 0C (cm)
SNI-2432-
2011 ≥100 ≥25 50
15 Keelastisan (%)
AASHTO-
T301-98 ─ ≥60 75
16
Performance
Grade (64 0C) kPa
AASHTO
T315 ─ ≥2,2 3.27
17 MSCR (58 0C) kPa
AASHTO
TP 70 ─ (S) ≤4,5 (V) 0.79
72
Lampiran 4. Nilai rata-rata hasil uji fisik dari kadar optimal dengan variabel 1, 8
dan 13
A. Penetrasi :
B. Softening Point :
C. Daktilitas :
D. Stabilitas Penyimpanan :
E. Performance Grade :
F. Multi Creep Stress and Recovery :
