Posted in
ASPAL BETON
CAMPURAN PANAS
A. PENDAHULUAN
Prasyarat:
Lulus semester IV Jurusan Teknik Sipil Politeknik
Standar Kompetensi:
Mahasiswa dapat menyebutkan klasifikasi aspal beton campuran panas berdasarkan fungsinya dan menjelaskan dua metode perencanaan campuran aspal panas dengan benar.
Kompetensi Dasar:
1. Dapat menyebutkan klasifikasi aspal beton campuran panas berdasarkan fungsinya beserta karakteristik dan syarat yang harus dipenuhi.
2. Dapat menyebutkan faktor yang mempengaruhi kualitas dari aspal beton.
3. Dapat menyebutkan dua metode perencanaan campuran hotmix, dan jelaskan apa perbedaannya secara spesifik.
B. PENYAJIAN
Aspal beton campuran panas merupakan salah satu jenis dari lapis perkerasan konstruksi perkerasan lentur. Jenis perkerasan ini merupakan campuran merata antara agregat dan aspal sebagai bahan pengikat pada suhu tertentu. Untuk mengeringkan agregat dan mendapatkan tingkat kecairan yang cukup dari aspal sehingga diperoleh kemudahan untuk mencampurnya, maka kedua material harus dipanaskan dulu sebelum dicampur. Karena dicampur dalam keadaan panas maka seringkali disebut sebagai “ hot mix “. pekerjaan pencampuran dilakukan di pabrik pencampur , kemudian dibawa ke lokasi dan di hampar dengan mempergunakan alat penghampar (paving machine) sehingga diperoleh lapisan lepas yang seragam dan merata untuk selanjutnya dipadatkan dengan mesin pemadat dan akhirnya diperoleh lapisan padat aspal beton.
7.1. KLASIFIKASI ASPAL BETON
A. Berdasarkan fungsinya aspal beton campuran panas dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
1. Sebagai lapis permukaan yang tahan terhadap cuaca, gaya geser, dan tekanan roda serta memberikan lapis kedap air yang dapat melindungi lapis dibawahnya dari rembesan air.
2. Sebagai lapis pondasi atas
3. Sebagai lapis pembentuk pondasi, jika dipergunakan pada pekerjaan peningkatan atau pemeliharaan.
Sesuai dengan fungsinya maka lapis aspal beton mempunyai kandungan agregat dan aspal yang berbeda. Sebagai lapis aus, maka kadar aspal yang dikandungnya haruslah cukup sehingga dapat memberikan lapis yang kedap air. Agregat yang dipergunakan lebih halus dibandingkan dengan aspal beton yang berfungsi sebagai lapis pondasi.
B. Berdasarkan metode pencampurannya, aspal beton dapat dibedakan atas:
1. Aspal beton Amerika, yang bersumber kepada Asphalt Institute.
2. Aspal beton durabilitas tinggi, yang bersumber pada BS 594, Inggris, dan dikembangkan oleh CQCMU, Bina Marga, Indonesia.
7.2. KARAKTERISTIK CAMPURAN
Karakteristik campuran yang harus dimiliki oleh campuran aspal beton campuran panas adalah :
1. Stabilitas
2. Durabilitas
3. Fleksibilitas
4. Tahanan geser (skid resistance)
5. Kedap air
6. Kemudahan pekerjaan (workability)
7. Ketahanan kelelehan (fatique resistance)
S t a b i l i t a s
Stabilitas lapisan pekerjaan jalan adalah kemampuan lapisan perkerasan menerima beban lalu lintas tanpa terjadi perubahan bentuk tetap seperti gelombang, alur ataupun bleeding. Kebutuhan akan stabilitas setingkat dengan jumlah lalu lintas dan beban kendaraan yang akan memakai jalan tersebut. Jalan dengan volume lalu lintas tinggi dan sebagian besar merupakan kendaraan berat menuntut stabilitas yang lebih besar dibandingkan dengan jalan dengan volume lalu lintas yang hanya terdiri dari kendaraan penumpang saja. Kestabilan yang terlalu tinggi menyebabkan lapisan itu menjadi kaku dan cepat mengalami retak, disamping itu karena volume antar agregat kurang, mengakibatkan kadar aspal yang dibutuhkan rendah. Hal ini menghasilkan film aspal tipis dan mengakibatkan ikatan aspal mudah lepas sehingga durabilitasnya rendah.
Stabilitas terjadi dari hasil geseran antar butir, penguncian antar partikel dan daya ikat yang baik dari lapisan aspal. Dengan demikian stabilitas yang tinggi dapat diperoleh dengan mengusahakan penggunaan :
1. agregat dengan gradasi yang rapat (dense graded)
2. agregat dengan permukaan yang kasar
3. agregat berbentuk kubus
4. aspal dengan penetrasi rendah
5. aspal dengan jumlah yang mencukupi untuk ikatan antar butir
Agregat bergradasi baik, bergradasi rapat memberikan rongga antar butiran agregat (voids in mineral agregat = VMA) yang kecil. Keadaan ini menghasilkan stabilitas yang tinggi, tetapi membutuhkan kadar aspal yang rendah untuk mengikat agregat. VMA yang kecil mengakibatkan aspal yang dapat menyelimuti agregat terbatas dan menghasilkan film aspal yang tipis. Film aspal yang tipis mudah lepas yang mengakibatkan lapis tidak lagi kedap air, oksidasi mudah terjadi, dan lapis perkerasan menjadi rusak. Pemakaian aspal yang banyak mengakibatkan aspal tidak lagi dapat menyelimuti agregat dengan baik ( karena VMA kecil) dan juga menghasilkan rongga antar campuran (voids in mix = VIM ) yang kecil. Adanya beban lalu lintas yang menambah pemadatan lapisan mengakibatkan lapisan lapisan aspal meleleh keluar yang dinamakan bleeding.
Gambar 7.1 VIM dan VMA
( Aspal yang terabsorbsi tidak tergambar )
Durabilitas ( keawetan / daya tahan )
Durabilitas diperlukan pada lapisan permukaan sehingga lapisan dapat mampu menahan keausan akibat pengaruh cuaca, air dan perubahan suhu ataupun keausan akibat gesekan kendaraan.
Faktor yang mempengaruhi durabilitas lapis aspal beton adalah :
1. Film aspal atau selimut aspal, film aspal yang tebal dapat menghasilkan lapis aspal beton yang berdurabilitas yang tinggi, tetapi kemungkinan terjadinya bleeding menjadi tinggi.
2. VIM kecil sehingga lapis kedap air dan udara tidak masuk kedalam campuran yang menyebabkan terjadinya oksidasi dan aspal menjadi rapuh / getas.
3. VMA besar, sehingga film aspal dapat dibuat tebal. Jika VMA dan VIM kecil serta kadar aspal tinggi kemungkinan terjadinya bleeding besar. Untuk mencapai VMA yang besar ini dipergunakan agregat bergradasi senjang.
Fleksibilitas (kelenturan)
Fleksibilitas pada lapisan perkerasan adalah kemampuan lapisan untuk dapat mengikuti deformasi yang terjadi akibat beban lalu lintas berulang tanpa timbulnya retak dan perubahan volume. Fleksibilitas yang tinggi dapat diperoleh dengan :
1. Penggunaan agregat bergradasi senjang sehingga diperoleh VMA yang besar.
2. Penggunaan aspal lunak (aspal dengan penetrsi yang tinggi)
3. Penggunaan aspal yang cukup banyak sehingga diperoleh VIM yang kecil.
Skid resistance (tahanan geser / kekesatan)
Tahanan geser adalah kekesatan yang diberikan oleh perkerasan sehingga kendaraan tidak mengalami slip baik di waktu hujan atau basah maupun diwaktu kering. Kekesatan dinyatakan dengan koefisien geser antar permukaan jalan dan ban kendaraan.
Tahanan geser tinggi jika :
1. penggunaan kadar aspal yang tepat sehingga tak terjadi bleeding.
2. Penggunaan agregat dengan permukaan kasar
3. Penggunaan agregat berbentuk kubus
4. Penggunaan agregat kasar yang cukup
Ketahanan kelelehan (fatique resistance)
Ketahanan kelelehan adalah ketahanan dari lapis aspal beton dalam menerima beban berulang tanpa terjadinya kelelehan yang berupa alur (ruting) dan retak.
Faktor yang mempengaruhi ketahanan terhadap kelelehan adalah :
1. VIM yang tinggi dan kadar aspal yang rendah akan mengakibatkan kelelahan yang lebih cepat.
2. VMA yang tinggi dan kadar aspal yang tinggi dapat mengakibatkan lapis perkerasan menjadi fleksibel.
Kemudahan pelaksanaan (workability)
Yang dimaksud dengan kemudahan pelaksanaan adalah mudahnya suatu campuran untuk dihampar dan dipadatkan sehingga diperoleh hasil yang memenuhi kepadatan yang diharapkan.
Faktor yang mempengaruhi kemudahan dalam pelaksanaan adalah :
1. Gradasi agregat, agregat bergradasi baik lebih mudah dilaksanakan dari pada agregat bergradasi lain.
2. Temperatur campuran, yang ikut mempengaruhi kekerasan bahan pengikat yang bersifat termoplastis.
3. Kandungan bahan pengisi (filler) yang tinggi menyebabkan pelaksanaan lebih sukar.
7.3. PERENCANAAN CAMPURAN
Jika agregat dicampur dengan aspal maka :
1. Partikel-partikel antar agregat akan terikat satu sama lain oleh aspal
2. Rongga-rongga agregat ada yang terisi aspal dan ada pula yang terisi udara
3. Terdapat rongga antar butir yang terisi udara
4. Terdapat lapisan aspal yang ketebalannya tergantung dari kadar aspal yang dipergunakan untuk menyelimuti partikel-partikel agregat.
Lapisan aspal yang baik haruslah memenuhi 4 syarat yaitu stabilitas, durabilitas, fleksibilitas dan tahanan geser seperti penjelasan pada bab 7.2. diatas, tetapi jika memakai gradasi rapat (dense graded) akan menghasilkan kepadatan yang baik, berarti memberikan stabilitas yang baik, tetapi mempunyai rongga pori yang kecil sehingga memberikan kelenturan (fleksibilitas) yang kurang baik dan akibat tambahan pemadatan dari beban lalu lintas berulang serta aspal yang mencair akibat pengaruh cuaca akan memberikan tahanan geser yang kecil.
Sebaiknya jika menggunakan gradasi terbuka, akan diperoleh kelenturan yang baik, tetapi stabilitas yang kecil. Kadar aspal yang terlalu sedikit akan mengakibatkan lapisan pengikat antar butir kurang, lebih-lebih jika kadar rongga yang dapat diresapi aspal besar. Hal ini akan mengakibatkan lapisan pengikat aspal cepat lepas dan durabilitas berkurang.
Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa haruslah ditentukan campuran antara agregat dan aspal seoptimal mungkin sehingga dihasilkan lapisan perkerasan dengan kwalitas yang seoptimal mungkin. Dengan kata lain haruslah direncanakan campuran yang meliputi gradasi agregat (dengan juga memperhatikan mutu agregat) dan kadar aspal sehingga dihasilkan lapisan perkerasan yang dapat memenuhi ke-4 syarat diatas yaitu :
1. Kadar aspal cukup memberikan kelenturan
2. Stabilitas cukup memberikan kemampuan memikul beban sehingga tak terjadi deformasi yang merusak.
3. Kadar rongga cukup memberikan kesempatan untuk pemadatan tambahan akibat beban berulang dan flow dari aspal.
4. Dapat memberikan kemudahan kerja sehingga tak terjadi segregasi.
5. Dapat memberikan campuran yang akhirnya menghasilkan lapis perkerasan yang sesuai dengan persyaratan dalam pemilihan lapis perkerasan pada tahap perencanaan.
Dengan demikian faktor yang mempengaruhi kualitas dari aspal beton adalah:
1. Absorbsi aspal
2. Kadar aspal efektif
3. Rongga antar butir (VMA)
4. Rongga udara dalam campuran (VIM)
5. Gradasi agregat
7.3.1. Perhitungan dalam campuran aspal beton
Dalam bagian ini akan dibahas perhitungan yang seringkali dipergunakan pada pekerjaan di laboratorium dan dari hasil coring dilapangan, untuk mengetahui karakteristik aspal beton yang telah dipadatkan.
Secara skematis campuran aspal beton yang telah dipadatkan dapat digambarkan sebagai gambar 7.2.
Gambar 7.2 Skema Campuran Aspal Beton
Volume
Va = Volume pori dalam campuran yang telah dipadatkan = VIM
Vb = Volume aspal dalam campuran yang telah dipadatkan
Vba = Volume aspal yang terabsorbsi
Vbe = Volume aspal efektif = Vb – Vba
Vmb = Volume bulk dari campuran yang telah di padatkan
Vmm = Volume dari campuran tanpa volume udara
Vp = Volume dari lapisan parafin
Vsb = Volume agregat (bulk)
Vse = Volume agregat (efektif)
Vma = Volume pori antar butiran agregat
Berat
W = Berat volume dari campuran yang telah dipadatkan
W1 = Berat dari labu terisi air
W2 = Berat dari labu terisi contoh, dan air
Wb = Berat aspal dalam campuran
Ws = Berat agregat
Wba = Berat aspal yang terabsorbsi
Wbe = Berat aspal efektif
Wm = Berat contoh campuran yang telah dipadatkan
Wma = Berat koreksi contoh yang telah dipadatkan
Wmm = Berat contoh yang belum dipadatkan
Wmp = Berat contoh yang telah dipadatkan dan dilapisi parafin
Wmpw= Berat contoh yang telah dipadatkan, dilapisi parafin dan direndam dalam air
Wmssd= Berat contoh yang telah dipadatkan, kering permukaan jenuh
Ws = Berat kering agregat
Berat jenis
G1, G2, …Gn = Berat jenis bulk dari masing-masing agregat 1, 2, ….n. khusus untuk filler, dimana berat jenis bulk sukar ditentukan, dipergunakan berat jenis apparent.
Gb = Berat jenis aspal
Gmb = Berat jenis bulk dari campuran yang telah dipadatkan
Gmba = Berat jenis koreksi dari campuran yang telah dipadatkan
Gmm = Berat jenis maksimum dari campuran (tanpa pori)
Gp = Berat jenis parafin
Gsb = Berat jenis bulk untuk agregat total yang ada
Gse = Berat jenis efektif dari total agregat
Persentase berat
P1, P2, …..Pn = Persentase berat dari komponen agregat 1, 2, …n
Pb = Kadar aspal, persentase dari berat total campuran
Pba = Aspal yang terabsorbsi, persentase dari berat agregat
Pbe = Kadar aspal efektif, persentase dari berat total campuran yang telah dikoreksi.
Ps = Agregat, persentase dari berat total campuran
Pa = Pori udara, persentase dari total volume campuran yang telah padat.
Berat jenis bulk (bulk spesifik gravity) dari total agregat
Aspal beton terdiri dari agregat kasar, agregat kasar, mineral filler, yang berasal dari berbagai macam agregat yang masing-masing mempunyai berat jenis sendiri-sendiri.
Untuk itu guna memudahkan perhitungan berat jenis bulk dari agregat total yang ada dinyatakan dalam Gsb
P1 + P2 + ….+ Pn
Gsb = -------------------------
P1 P2 Pn
--- + ------ + ….---
G1 G2 Gn
Berat jenis efektif (effective specific gravity) dari total agregat
Wmm – Wb
Gse = ------------------
Vmm – Vb
Wmm W1 W2
Vmm = ------- + ----- + -----
w w w
w = berat volume air
W1 = berat botol + air
W2 = berat botol + air + campuran
Aspal yang terabsorbsi agregat, merupakan persentase dari berat agregat
Gse – Gsb
Pba = 100 ( ------------------- ) Gb
Gsb . Gse
Berat jenis bulk dari campuran yang telah dipadatkan
Wm
Gmb = --------------------------------------------
Wmp Wmpw Wmp – Wm
------ - --------- - ( -----------------)
w w Gp
atau
Wm
Gmb = -------------------------
Wmssd Wmw
---------- - ---------
w w
Berat jenis maksimum dari campuran
Berat jenis campuran adalah berat jenis tanpa pori dari campuran
W
Gmm = --------------------
Vsb + Vb - Vba
Penentuan berat dan volume dalam 100 cm3 contoh
1. Berat, W = 100 Gmb
2. Berat aspal, Wb = Pb.W/100
3. Berat agregat, Ws = W – Wb
4. Berat aspal yang terabsorbsi, Wba = Pba Ws/100
5. Volume aspal, Vb = Wb/Gb
6. Volume dari aspal yang terabsorbsi, Vba = Wba/Gb
7. Volume agregat, Vsb = Ws/Gsb
Volume pori dalam campuran (VIM)
Gmm – Gmb
VIM = ---------------------- 100 atau
Gmm
VIM = 100 – (Vb + Vsb – Vba)
Volume pori antar butiran agregat (VMA)
100 (Gsb – Gmb) + Gmb Pb
VMA = -------------------------------------
Gsb
.atau VMA = 100 - Vsb
Kadar aspal efektif
Pba
Pb - ---- (100 – Pb)
100
Pbe = [ ----------------------] 100
Pba
100 - ----- (100 – Pb)
100
7.3.2. Pemeriksaan dengan alat Marshall
Kinerja campuran aspal beton dapat diperiksa dengan menggunakan alat pemeriksaan Marshall seperti pada gambar 7.3. Pemeriksaan ini pertama kali diperkenalkan oleh Bruce Marshall, selanjutnya dikembangkan oleh U.S Corps of Engineer. Saat ini pemeriksaan Marshall mengikuti prosedure PC-0201-76 atau AASHTO T 245-74, atau ASTM D 1559-62T.
Pemeriksaan dimaksudkan untuk menentukan ketahanan (stabilitas) terhadap kelelehan plastis (flow) dari campuran aspal dan agregat. Kelelehan plastis adalah keadaan perubahan bentuk suatu campuran yang terjadi akibat suatu beban sampai batas runtuh yang dinyatakan dalam mm atau 0,01”.
Gambar 7.3 Alat Marshall
Alat Marshall merupakan alat tekan yang dilengkapi dengan proving ring (cincin penguji) yang berkapasitas 2500 kg atau 5000 pon. Proving ring dilengkapi dengan arloji pengukur yang berguna untuk mengukur stabilitas campuran. Disamping itu terdapat arloji kelelehan (flow meter) untuk mengukur kelelehan plastis (flow).
Benda uji berbentuk silinder dengan diameter 10 cm dan tinggi 7,5 cm dipersiapkan di laboratorium, dalam cetakan benda uji dengan mempergunakan hammer (penumbuk) dengan berat 10 pon (4,536 kg) dan tinggi jatuh 18 inch (45,7 cm), dibebani dengan kecepatan tetap 50 mm/menit.
Dari proses persiapan benda uji sampai pemeriksaan dengan alat Marshall, diperoleh data-data sebagai berikut :
1. Kadar aspal, dinyatakan dalam bilangan desimal satu angka dibelakang koma.
2. Berat volume, dinyatakan dalam ton/m3
3. Stabilitas, dinyatakan dalam bilangan bulat. Stabilitas menunjukkan kekuatan, ketahanan terhadap terjadinya alur (ruting).
4. Kelelehan plastis (flow), dinyatakan dalam mm atau 0,01 inch. Flow dapat merupakan indikator terhadap lentur.
5. VIM, persen rongga dalam campuran, dinyatakan dalam bilangan desimal satu angka belakang koma. VIM merupakan indikator dari durabilitas, kemungkinan bleeding.
6. VMA, persen rongga terhadap agregat, dinyatakan dalam bilangan bulat. VMA bersama dengan VIM merupakan indikator dari durabilitas.
7. Hasil bagi Marshall (kuosien Marshall, merupakan hasil bagi stabilitas dan flow. Dinyatakan dalam kN/mm. Merupakan indikator kelenturan yang potensial terhadap keretakan.
8. Penyerapan aspal, persen terhadap berat campuran, sehingga diperoleh gambaran berapa kadar aspal efektifnya.
9. Tebal lapisan aspal (film aspal), dinyatakan dalam mm. Film aspal merupakan petunjuk tentang sifat durabilitas campuran.
10. Kadar aspal efektif, dinyatakan dalam bilangan desimal satu angka dibelakang koma.
7.3.3. Spesifikasi campuran
Dari bab-bab sebelum ini terlihat bahwa sifat campuran sangat ditentukan dari gradasi agregat , kadar aspal total dan kadar aspal efektif, VIM, VMA, dan sifat bahan baku sendiri. Variasi dari hal tersebut diatas akan menghasilkan kwalitas dan keseragaman campuran yang berbeda-beda. Untuk itu agar dapat memenuhi kwalitas dan keseragaman jenis lapisan yang telah dipilih dalam perencanaan perlu dibuatkan spesifikasi campuran yang menjadi dasar pelaksanaan dilapangan. Dengan spesifikasi itu diharapkan dapat diperoleh sifat campuran yang memenuhi syarat teknis dan keawetan yang diharapkan.
Spesifikasi campuran berbeda-beda, dipengaruhi oleh :
- Perencanaan tebal perkerasan, yang dipengaruhi oleh metode apa yang dipergunakan.
- Ekspresi gradasi agregat, yang dinyatakan dalam nomor saringan. Nomor-nomor saringan mana saja yang umum dipergunakan dalam spesifikasi.
- Kadar aspal yang umum dinyatakan dalam persen terhadap berat campuran seluruhnya.
- Komposisi dari campuran, meliputi agregat dengan gradasi yang bagaimana yang akan dipergunakan.
- Sifat campuran yang diinginkan, dinyatakan dalam nilai stabilitas, flow, VIM, VMA, tebal film aspal.
- Metode rencana campuran yang dipergunakan.
7.3.4. Perencanaan campuran
Perencanaan campuran diperlukan untuk mendapatkan resep campuran yang memenuhi spesifikasi., menghasilkan campuran yang memenuhi kinerja yang baik dari agregat yang tersedia.
Metode perencanaan campuran yang umum dipergunakan di Indonesia adalah:
1. Metode Bina Marga, bersumber dari BSS94 dan dikembangkan untuk kebutuhan di Indonesia oleh CQCMU (Central Quality Control & Monitoring Unit), Bina marga sehingga lebih dikenal dengan nama metode CQCMU.
2. Metode Asphalt Institut
7.3.4.1. Metode Bina Marga (metode CQCMU)
Perencanaan campuran dengan menggunakan metode Bina Marga dimulai dari kadar aspal efektif yang tetap sesuai dengan yang telah ditetapkan dalam spesifikasi. Pencampuran agregat yang tersedia dilokasi divariasi untuk dapat memenuhi syarat rongga udara, tebal film aspal dan stabiliasi. Jadi pada metode ini rongga udara dalam campuran merupakan kriteria pokok bersama dengan kadar aspal efektif yang akhirnya menentukan tebal film aspal yang terjadi. Karena bertitik tolak dari rongga udara dan film aspal, maka campuran dengan menggunakan metode ini mempunyai sifat durabilitas yang tinggi dan karenanya sering disebut sebagai campuran aspal dengan durabilitas yang tinggi. 3 jenis campuran aspal dengan durabilitas yang tinggi yang dapat dihasilkan dengan mempergunakan metode ini yaitu HRS kelas A, untuk jalan dengan lalu lintas rendah, HRS kelas B, untuk jalan dengan lalu lintas tinggi, ATB dan ATBL sebagai lapis pondasi.
Prosedure perencanaan campuran dengan metode CQCMU seperti pada bagan alir gambar 7.4, adalah sebagai berikut :
1. Pemilihan agregat dan penentuan sifat-sifatnya yang harus sesuai dengan spesifikasi material.
Parameter perencanaan adalah :
- Gradasi butir dari masing-masing kelompok agregat kasar, agregat sedang, pasir dan abu batu yang biasanya digambarkan dalam amplop gradasi yang ditetapkan. Karena perencanaan campuran mempergunakan matrix 3 x 3, maka agregat kasar dan agregat sedang dikelompokkan pada kelompok “agregat kasar”, yang proporsi pencampuran harus ditentukan terlebih dahulu. Contoh batas distribusi ukuran partikel agregat kasar dan halus serta abu batu dapat dilihat pada tabel 7.1 atau gambar 7.5 (31).
Gambar 7.4 Bagan alir perencanaan campuran metode Bina Marga
----------------------------------------------------------------------------------------------
Tapisan bukaan Agregat kasar Agregathalus/abu batu
Ukuran ASTM % lolos saringan % lolos saringan
¾” 100
½” 30 – 100
3/8” 0 – 55 100
No. 4 0 – 10 90 – 100
No. 4 40 – 100
No. 30 25 – 100
No. 70 7 - 60
No. 200 5 - 11
Tabel 7.1 Contoh batas distribusi ukuran partikel agregat kasar dan halus (31)
Gambar 7.5 Contoh batas distribusi ukuran partikel agregat kasar dan halus
- Berat jenis agregat, yang akan dipergunakan dalam perhitungan sifat campuran
- Nilai absorbsi air dari agregat yang dapat dipergunakan sebagai indikator penentuan besar absorbsi aspal.
- Sifat-sifat agregat yang umumnya harus dipenuhi untuk lapis perkerasan jalan.
2. Penentuan campuran nominal berdasarkan sifat-sifat yang diperoleh pada langkah 1 dan dari kadar aspal efektif yang ditentukan dalam spesifikasi. Rencana campura nominal ini diperlukan sebagai :
- saringan tingkat pertama, apakah agregat yang tersedia dapat dipergunakan atau tidak.
- Resep awal untuk campuran percobaan di laboratorium yang memenuhi persyaratan gradasi campuran dari kadar aspal seperti yang diberikan pada spesifikasi.
Komponen agregat campuran dinyatakan dalam fraksi rencana yang terdiri dari:
CA = Fraksi agregat kasar = persen berat material yang tertahan saringan no. 8 terhadap berat total campuran.
FA = Fraksi agregat halus = persen berat material yang lolos saringan no. 8 dan tertahan saringan no. 200 terhadap berat total campuran.
FF = Fraksi bahan pengisi = persen berat material yang lolos saringan no. 200 terhadap berat total campuran.
Sedangkan proporsi dari bahan mentah dinyatakan dalam proporsi penakaran (batch proportion). Setiap penakaran adalah penyumbang untuk masing-masing fraksi. Secara skematis dapat dilihat pada gambar 7.6.
Proporsi pemakaian A : B : C
Fraksi rencana CA : FA : FF
.b = kadar aspal
Gambar 7.6 Skema Takaran Fraksi
Untuk memudahkan perencanaan proporsi penakaran perhitungan ditentukan dengan mempergunakan aljabar matrik.
CA + FA + FF + b = 100%, dimana b = kadar aspal total.
Campuran nominal direncanakan sedemikian rupa sehingga merupakan nilai tengan dari batas yang diberikan pada spesifikasi. Contoh pada tabel 7.2, diberikan batas spesifikasi dan resep campuran nominal untuk campuran HRS kelas B.
Fraksi rencana campuran Spesifikasi Resep campuran
(% berat total campuran) (%) (%)
CA 30 – 50 40
FA 39 – 59 48
FF 4,5 – 7,5 4,5
Kadar bitumen efektif > 6,2 %
Kadar aspal total > 6,7 % 7,5 %
Perbandingan pasir/abu abtu 1 : 1
Tabel 7.2 Contoh spesifikasi dan campuran nominal HRS B (31)
Gradasi dari agregat campuran nominal dihitung berdasarkan persen terhadap berat total agregat (bukan terhadap berat total campuran), digambarkan pada amplop gradasi agregat campuran. Gradasi agregat campuran nominal tidak perlu sesuai sepenuhnya dengan amplop gradasi, asalkan batas fraksi rencana ditentukan masih memenuhi.
Pada gambar 7.7. diberikan contoh spesifikasi gradasi campuran untuk HRS kelas B (31).
Gambar 7.7 Contoh spesifikasi gradasi campuran untuk HRS kelas B (31)
3. Pemeriksaan sifat campuran di laboratorium tahap pertama. Resep campuran nominal yang ditentukan hanya berdasarkan gradasi dan absorbsi air harus diperiksa sifat campurannya untuk selanjutnya dikoreksi sehingga dapat merupakan resep akhir dari rencana campuran. Pemeriksaan sifat campuran tahap pertama ini dengan mengambil kadar aspal tetap yaitu kadar aspal efektif + persen absorbsi aspal yang diperkirakan ± 40 % absorbsi air. Untuk dapat menggambarkan sifat campuran sehubungan dengan variasi campuran agregat pada kondisi kadar aspal tetap, maka dibuatkan variasi campuran agregat dengan basis campuran nominal. Umumnya dibuatkan untuk 3 proporsi agregat kasar yaitu :
1. Proporsi agregat kasar campuran nominal
2. Proporsi agregat kasar untuk campuran nominal + 10 %
3. Proporsi agregat kasar untuk campuran nominal – 10 %
Masing-masing proporsi agregat kasar dicoba untuk minimum 3 macam campuran pasir dan abu batu yang dinyatakan dalam perbandingan pasir : abu batu. Dengan demikian terdapat 9 macam campuran yang diperiksa di laboratorium. Dari hasil pemeriksaan Marshall kesembilan macam gradasi campuran tersebut digambarkan hubungan antara sifat campuran dan proporsi agregat kasar seperti pada gambar 7.8a. pada gambat tersebut dapat dilihat juga batas spesifikasi dari jenis campuran yang diinginkan. Dengan memperhatikan sifat campuran yang diperoleh untuk masing-masing contoh pemeriksaan dan membandingkan dengan sifat campuran yang diinginkan serta kondisi lingkungan maka dapat dipilih/ditentukan 1 proporsi agregat kasar dan perbandingan pasir dan abu batu terbaik.
Dalam pemilihan ini perlu dipertimbangkan juga :
1. Pasokan abu batu dan pasir yang dapat dihasilkan pada lokasi tsb ikut menentukan pilihan perbandingan pasir dan abu batu.
2. Kondisi cuaca dilokasi yang mungkin menuntut makro tekstur campuran yang berbeda. Lokasi yang sering turun hujan menuntut gaya gesek yang lebih baik, berarti makro tekstur yang lebih kasar. Hal ini dapat dipenuhi dengan memilih proporsi agregat kasar lebih tinggi.
3. Kelandaian jalan juga dapat merupakan suatu pertimbangan dalam memilih proporsi agregat kasar terbaik. Dari hasil pemeriksaan laboratorium tahap pertama ini diperoleh proporsi agregat kasar dan perbandingan pasir dan abu batu yang terbaik dan berdasarkan hasil ini pemeriksaan dilanjutkan kepemeriksaan campuran di laboratorium tahap kedua.
Gambar 7.8a dan Gambar 7.8b
Contoh Hasil Pemeriksaan Marshall
4. Pemeriksaan sifat campuran di laboratorium tahap kedua bertujuan untuk menentukan kadar aspal optimum dan persentase pwnambahan bahan pengisi jika diperlukan terhadap proporsi agregat kasar dan perbandingan pasir dan abu batu terbaik yang merupakan hasil pemeriksaan tahap pertama. Untuk itu perlu direncanakan 6 gradasi campuran lagi dengan varaisi kadar aspal dan bahan pengisi, sedangkan proporsi agregat kasar dan perbandingan pasir dan abu batu konstan sebesar hasil yang diperoleh pada tahap pertama. Kadar aspal divariasi ± 1 % dan ± 2 % dari kadar aspal pada campuran nominal. Jika dirasakan perlu menambahkan bahan pengisi maka dicoba dengan penambahan 2 % sampai 4 % bahan pengisi. Hasil pemeriksaan Marshall dilaboratorium dari variasi gradasi akibat dibuatnya variasi kadar aspal dan bahan pengisi terbaik sesuai dengan sifat campuran yang diinginkan pada spesifikasi.
5. Korelasi hasil perencanaan campuran di laboratorium dengan mesin pencampur AMP. Hasil perencanaan campuran di laboratorium harus dapat diterapkan di mesin pencampur. Ketepatan pengaturan dari bagian-bagian AMP sangat menentukan kwalitas produksi. Hal-hal yang perlu dilakukan adalah :
- Kalibrasi dan pengaturan bin dingin (coldbin)sesuai dengan hasil perencanaan campuran di laboratorium.
- Penentuan proporsi penakaran agregat panas pada bin panas (jika ada).
- Kalibrasi dan pengaturan bin panas sesuai dengan hasil perencanaan.
6. Pemeriksaan percobaan produksi mesin pencampur. Sifat dari campuran yang diproduksi seringkali berbeda dengan sifat yang diperoleh di laboratorium. Oleh karena itu perlu dilakukan pemeriksaan produksi sebelum mesin pencampur berproduksi penuh. Dengan demikian rencana campuran dapat dikoreksi sehingga menjadi resep campuran akhir.
7.3.4.2. Metode Asphalt Institute
Perencanaan campuran dengan metode ini bertitik tolak pada stabilitas yang dihasilkan. Oleh karena itu yang menjadi dasar adalah gradasi agregat campuran yang harus memenuhi lengkung Fuller. Lengkung Fuller dapat dilihat pada gambar 7.9. berarti gradasi campuran yang dipergunakan pada metode ini adalah agregat bergradasi baik/menerus. Batas gradasi campuran yang di izinkan dan sifat campuran yang diinginkan diberikan pada spesifikasi.
Perencanaan campuran agregat dapat dilakukan dengan menggunakan grafik ataupun analitis. Rumus dasar pencampuran adalah :
P = Aa + Bb + Cc + Dd
dimana:
P = persen material lolos saringan X dari kombinasi agregat A, B, C, D.
A,B,C,D = persen material lolos saringan X untuk agregat A, B, C, D.
.a, b, c, d = proporsi agregat A, B, C, D dalam campuran a + b + c + d = 1
Kadar aspal optimum ditentukan dengan melakukan pemeriksaan Marshall di laboratorium dari beberapa contoh dengan membuat variasi kadar aspal, sedangkan gradasi agregat tetap. Hasil pemeriksaan tersebut digambarkan dalam grafik seperti pada gambar 7.10. kadar aspal optimum adalah kadar aspal yang menghasilkan sifat campuran terbaik pada gambar 7.10 tersebut.
Gambar 7.9 Lengkung Fuller
Gambar 7.10 Grafik hasil pemeriksaan Marshall pada perencanaan campuran
Gambar 7.11 Bagan Alir Metode Asphalt Institute
Secara garis besar metode Asphalt Institute ini dapat dilihat pada bagan alir seperti pada gambar 7.11.
7.3.4.3. Perbedaan metode Bina Marga (CQCMU) dan Asphalt Institut
Pada tabel 7.3 dapat dilihat perbedaan mendasar dari kedua metode:
Metode Bina Marga/CQCMU Metode Asphalt Institut
1. Kriteria dasar rongga udara
2. Langkah pertama menentukan kadar aspal efektif sesuai spesifikasi dari jenis perkerasan yang direncanakan.
3. kadar aspal lebih tinggi, film aspal lebih tebal, sehingga durabilitas lebih tinggi.
4. Baik untuk volume lalu lintas rendah sampai tinggi dengan beban ringan terutama kendaraan penumpang.
5. Stabilitas berasal dari ikatan antara butir-butir halus dan agregat kasar dengan aspal.
- Kriteria dasar stabilitas
-Langkah pertama perencanaan campuran adalah merencanakan proporsi penakaran sehingga diperoleh gradasi agregat campuran yang memenuhi spesifikasi.
- kadar aspal rendah, film aspal lebih tipis, retak-retak mudah terjadi.
- Baik untuk volume lalu lintas tinggi dengan beban berat (banyak kendaraan berat)
- Stabilitas berasal dari interlocking (saling mengunci) antar agregat.
Tabel 7.3 Perbedaan Metode Bina Marga dan Asphalt Institut
7.4. PABRIK PEMBUAT ASPAL BETON (Asphalt Mixing Plant = AMP)
Proses pencampuran aspal beton campuran panas yang dilakukan pada temperatur sekitar 140o C sehingga siap dihampar di lokasi, dilakukan pada alat pencampur aspal panas yang umum dikenal sebagai AMP (Asphalt Mixing Plant).
Jenis AMP
Sesuai dengan komponen-komponen yang dimilikinya AMP dapat dibagi atas dua jenis utama yaitu :
1. Alat pencampur dengan penakaran (tipe batch = batch plant)
2. Alat pencampur tipe menerus (continous plant)
7.4.1. Alat pencampur dengan penakaran (batch plant).
Alat pencampur tipe ini memiliki komponen-komponen yang dapat mengatur pemasukan masing-masing bahan mentah dengan kwantitas yang benar pada suatu takaran yang dicampur pada suatu saat. Dengan demikian kontrol yang baik lebih mudah dilakukan pada jenis ini dibandingkan dengan jenis yang lain. Proses dasar dapat dilihat pada bagan alir gambar 7.12, dan secara skematis proses tersebut digambarkan pada gambar 7.13.
Komponen utama dari tipe dengan penakaran ini dapat dilihat pada gambar 7.14.
1. Bin dingin (cold bin), merupakan tempat dimana agregat kasar, agregat sedang, agregat halus, dan pasir dimasukkan sesuai dengan proporsi dari perencanaan campuran (mix design). Proporsi campuran diatur dengan cara mengatur bukaan dari masing-masing bin dengan mempergunakan hasil kalibrasi bin dingin tersebut. Kalibrasi dilakukan dalam keadaan kering maupun dalam keadaan dengan kadar air tertentu. Sebaiknya agregat yang dipasok kedalam bin dalam keadaan kering sehingga proporsi yang diharapkan dapat tercapai dan dengan demikian kwalitas campuran dapat terjamin. Pengisian bin dingin dilakukan dengan hati-hati sehingga kemungkinan terjadi segregasi ataupun degradasi dapat dihindari.
2. Elevator dingin (cold elevator)
Elevator dingin mengangkut agregat dingin dari bin dingin kepengering.
3. Pengering (Blower)
Pada bagian ini agregat dikeringkan dengan cara dipanaskan (api disemburkan melalui mulut pengering dengan alat pembakar minyak atau gas) dan pengering dalam keadaan berputar. Pengering berfungsi untuk menguapkan dan menghilangkan kadar air yang dikandung agregat dan kemudian memanaskannya sehingga mencapai suhu pencampuran antara 135 – 163o C. pengering berbentuk silinder yang dilengkapi dengan alur-alur memanjang yang mengangkat dan menjatuhkan agregat melalui nyala api diletakkan dengan kelandaian tertentu. Kelandaian silinder , kecepatan putar, diameter, panjang silinder, dan susunan alur menentukan lamanya proses pengeringan disamping kondisi dan jenis agregat itu sendiri. Temperatur pemanasan dapat diukur/dilihat dari pyrometer yang tersedia.
4. Kolektor debu (dust colector)
Gas panas yang keluar dari pengering mengandung debu-debu yang dapat menimbulkan polusi dan mengotori bagian-bagian lainnya. Oleh karena itu gas yang mengandung debu dihubungkan dengan kolektor debu sehingga debu dapat terkumpul dan gas dapat dibuang melalui cerobong gas (pada gambar 7.14, nomor 5). Debu dari agregat yang dipanaskan dikumpulkan kedalam kolektor debu untuk kamudian dipergunakan kembali jika dibutuhkan atau dibuang jika tidak dibutuhkan.
Gambar 7.13 Komponen Tipe Continous
Gambar 7.14 Komponen Tipe Batch
Gambar 7.15 Pengering (blower)
Dari cara kerjanya kolektor debu dapat dibedakan atas 2 tipe yaitu :
1. Penyapu kering, merupakan rangkaian filter-filter kain dimana debu-debu ditangkap dan disaring dengan menggunakan kain-kain penyaring. Debu-debu kemudian dikumpulkan kembali dan dapat dibuang, atau dikumpulkan kesilo (tempat penyimpan debu), atau dibawa kembali kebagian bawah elevator panas untuk dipergunakan sebagai bagian dari aspal beton. Gas telah bersih dari debu dibuang melalui cerobong gas ke udara.
2. Kolektor mekanis, yang menggunakan metode sentrifugal untuk mengumpulkan debu.
3. Penyapu basah, gas yang mengandung debu disemprot dengan air sehingga debu menjadi basah, berat dan jatuh serta terkumpul dibagian bawah. Air lumpur yang mengandung debu basah dikeringkan dan dibuang. Debu yang dikumpulkan secara basah ini tidak dapat dipergunakan kembali sebagai bagian dari aspal panas.
5. Pengendali gradasi
Agregat yang telah dipanaskan dibawa oleh elevator panas kebagian pengendali gradasi yang berupa saringan panas, pada bagian ini partikel agregat dengan ukuran lebih besar dari yang disyaratkan akan dibuang, dan agregat-agregat lain kemudian disimpan setelah disaring sesuai saringan yang ditentukan pada pengendali gradasi kedalam bin panas (hot bin) yang diletakkan dibawah pengendali gradasi (pada gambar 7.16 terlihat proses penyaringan dan penyimpanan).
Gambar 7.16 Pengendali gradasi dan bak panas
6. Bin panas (hot bin)
Bin panas adalah tempat menyimpan sementara agregat panas sebelum dicampur ke dalam pugmill. Agregat yang telah diayak dengan menggunakan pengendali gradasi disimpan kedalam bin-bin yang tersedia. Ada AMP yang mempunyai 3 bin dan ada pula yang mempunyai 4 bin. Perhatikan gambar 7.18.
Gambar 7.17 Penyimpanan agregat
Gambar 7.18 Overflow chutes
Masing-masing bin mempunyai pintu yang dapat ditutup dan satu sama lain dipisahkan oleh dinding. Untuk menghindari terjadinya pencampuran pada bin-bin akibat terlalu penuhnya bin tersebut, maka bin panas mempunyai overflow chutes yaitu bagian yang dapat membuang kelebihan agregat yang tertimbun.
7. Hopper penakar
Pada AMP dengan penakar, agregat dan bahan pengisi (filler) ditumpahkan ke dalam pugmill sesuai proporsi yang telah ditentukan dalam campuran rencana (mix design) dengan mempergunakan hopper timbangan. Timbangan dilakukan secara akumulatif.
Gambar 7.19 Hopper timbangan
8. Pugmill (unit pencampur)
Agregat dari masing-masing bin pada bak panas dengan berat sesuai proporsinya dimasukkan kedalam pugmill/unit pencampur dimulai dari fraksi yang paling kasar ke yang paling halus dan paling akhir filler (bahan pengisi) jika dibutuhkan. Agregat kemudian dicampur kering selama tidak kurang dari 4 detik dan selanjutnya ditempat ini campuran agregat panas tersebut disemprotkan aspal panas dengan kadar bitumen yang telah ditentukan. Agregat dan aspal panas kemudian diaduk kembali selama tidak kurang dari 30 detik dan tidak lebih dari 75 detik. Setelah pencampuran dilakukan dengan baik dan merata maka pintu pugmill dibuka untuk mengeluarkan aspal beton campuran panas kedalam truk pengangkut dan selanjutnya memulai pencampuran yang selanjutnya. Mixer pugmill terdiri dari as kembar yang bersudu dan arah gerakan dapat dilihat pada gambar 7.20. Pencampuran berhasil baik jika pugmill tidak terlalu penuh dan tidak terlalu kosong.
Gambar 7.20 Mixer pada pugmill
9. Stasiun Pengontrol
Setiap AMP mempunyai stasiun pengontrol dimana operator dapat mengontrol proses pencampuran. Ada stasiun pengontrol yang bersifat manual dan ada pula yang bersifat otomatis.
Gambar 7.21 Stasiun Pengontrol
7.4.2. Alat pencampur sistem menerus (continous plant)
Dilihat dari komponen yang dimiliki dan sistem pencampurannya jenis ini dapat dibedakan atas :
- Alat pancampur sistem menerus dengan bin panas
- Alat pencampur sistem menerus tanpa bin panas.
- Drum mix
7.4.2.1. Alat pencampur sistem menerus dengan bin panas (Continous Plant dengan Hot Bin)
Jenis ini hampir sama dengan jenis alat pencampur dengan penakar (batch plant), hanya saja bin panas tidak mempunyai penutup dan tidak terdapat kotak penimbang, sehingga agregat yang telah dipanaskan dan diayak oleh pengendali gradasi langsung masuk ke bin panas dan selanjutnya sesuai dengan proporsinya yang diatur berdasarkan bukaan bin langsung masuk ke pugmill melalui elevator panas secara terus-menerus selama proses pencampuran. Pengontrolan kualitas dan variasi produksi sangat ditentukan dari bukaan bin dingin dan bin panas.
Gambar 7.22 Alat pencampur sistem menerus
Komponen dari continous plant ini adalah :
1. Bin dingin (cold bin) 7. Elevator panas
2. Elevator dingin 8. Pengendali gradasi
3. Pengering (blower) 9. Bin panas tanpa pintu
4. Kolektor debu 10. Elevator panas
5. Cerobong asap 11. Pugmill
6. Penyimpan aspal panas 12. Hopper pencurah/pemuat
Karena proses pencampuran berlangsung terus-menerus, maka tipe ini mempunyai elevator panas 2 buah dan hopper pencurah ke truk. Pugmill tidak terletak dibawah bin panas tetapi agregat dari bin panas dibawa melalui elevator panas yang kedua. Dihopper pencurah campuran yang telah tercampur baik menunggu untuk dimuat ke dalam truk (gambar 7.22)
7.4.2.2. Alat pencampur sistem menerus tanpa bak panas (continous plant tanpa hot bin)
Jenis ini tidak mempunyai bak panas, sehingga agregat yang telah dipanaskan langsung masuk ke pugmill. Pengontrolan gradasi campuran sangat ditentukan dari pengontrolan yang dilakukan di bak dingin.
7.4.2.3. Drum mix.
Jenis ini hampir sama dengan alat pencampur tipe menerus tanpa bin panas, hanya saja pemasukan agregat dari bin dingin, pemanasan agregat dan pencampuran agregat panas dengan aspal seluruhnya dilakukan didalam drum.
Komponen-komponen dari drum mix adalah :
1. Bak dingin
2. Elevator dingin
3. Drum mixer
4. Kolektor debu
5. Elevator hot mix
6. Silo penyimpan campuran
7. Penyimpan aspal
8. Stasiun pengontrol
7.5. Permasalahan yang dapat mempengaruhi kwalitas dari aspal beton campuran panas.
Kwalitas aspal beton dipengaruhi oleh banyak faktor yang dapat berasal dari bahan mentah, pabrik pencampur, proses pencampuran, proses penghamparan, proses pemadatan, sampai kepada proses pemeliharaan pasca pemadatan. Hal ini dapat terjadi walaupun mutu dari bahan mentah memenuhi persyaratan. Oleh karena itu perlulah pengendalian mutu yang seksama sehingga diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan.
Gambar 7.23 Alat pencampur jenis drum mix
Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kwalitas aspal beton antara lain :
1. Penimbunan agregat, yang dapat menyebabkan terjadinya segregasi dan degradasi serta kontaminasi, jika tidak mengikuti proses yang benar.
2. Over heating (temperatur pemanasan terlalu tinggi) baik untuk agregat maupun aspal
3. Under heating (temperatur pemanasan terlalu rendah) baik untuk agregat maupun untuk aspal
4. Campuran rencana yang tidak tepat.
5. Agregat yang basah, karena penyimpanan tidak benar.
6. Komponen pabrik pencampur mengalami kerusakan yang tidak diketahui.
7. Pengaturan masing-masing komponen tidak memenuhi persyaratan yang diminta.
8. Penimbangan yang tidak baik/terkontrol baik
9. Pemuatan ke truk pengangkut yang kurang baik sehingga terjadi segregasi.
10. Penghamparan yang kurang baik sehingga terjadi segregasi.
11. Tebal penghamparan yang terlalu tebal.
12. Alat pemadatan dan proses pemadatan yang tidak baik.
13. Temperatur penghamparan dan pemadatan yang tidak tepat.
14. Kondisi lokasi jalan sebelum penghamparan tidak memenuhi persyaratan.
15. Jangka waktu dari proses pemadatan sampai jalan dibuka untuk lalu lintas umum terlalu cepat.
7.6. PEMADATAN ASPAL BETON
Campuran aspal beton panas dari AMP diangkut dengan menggunakan truk pengangkut yang ditutupi terpal, dibawa kelokasi dan dihampar sesuai dengan persyaratan yang ditentukan dan harus segera dipadatkan pada temperatur dibawah 125o C dan harus sudah selesai pada temperatur diatas 80o C. Pemadatan dilakukan dalam 3 tahap yang berurutan yaitu :
1. Pemadatan awal (breakdown rolling)
Berfungsi mendudukkan material pada posisi dan sekaligus memadatkannya. Alat yang digunakan adalah mesin gilas roda baja (steel roller) dengan tekanan roda antara 400 – 600 kg/0,1 m lebar roda.
2. Pemadatan antara / kedua (secondary rolling)
Pemadatan antara merupakan pemadatan seperti pemadatan akibat beban lalu lintas. Alat yang digunakan adalah mesin gilas dengan roda karet (tire roller) dengan tekanan roda 8,5 kg/cm2.
3. Pemadatan akhir (finishing rolling)
Pemadatan akhir dilakukan untuk menghilangkan jejak-jejak roda ban. Penggilasan dilakukan pada temperatur diatas titik lembek aspal.
7.7. PEMERIKSAAN HASIL PEMADATAN
Hasil pemadatan yang berupa pengecekan terhadap kepadatan lapangan, tebal lapisan perkerasan yang terjadi dilakukan dengan mengambil contoh dilapangan dengan alat core drill. Dari hasil pemeriksaan contoh tersebut dapat diperoleh data mengenai berat volume, tebal lapisan setelah dipadatkan, kadar aspal, gradasi campuran dan kepadatan lapangan.
Kadar aspal & gradasi campuran diperoleh sebagai hasil pemeriksaan ekstraksi menurut prosedur pemeriksaan AASHTO T164-80, pemeriksaan kepadatan campuran di lapangan mengikuti prosedur AASHTO T 166 & T 230.
7.8. PEMERIKSAAN SIFAT CAMPURAN
Sifat campuran yang dihasilkan di AMP perlu diperiksa sebagai salah satu proses pengendalian mutu produksi. Pemeriksaan dilakukan dengan alat Marshall dari contoh yang dibuat dari produksi AMP yang bersangkutan. Pemeriksaan gradasi, kadar aspal, juga dilakukan untuk memeriksa apakah gradasi campuran yang diperoleh memenuhi spesifikasi ataukah tidak.
7.9. RANGKUMAN
Berdasarkan fungsinya aspal beton campuran panas (hotmix) dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
- Sebagai lapis permukaan yang tahan terhadap cuaca, gaya geser, dan tekanan roda serta memberikan lapis kedap air yang melindungi lapis dibawahnya dari rembesan air.
- Sebagai lapis pondasi atas
- Sebagai lapis pembentuk pondasi, jika dipergunakan pada pekerjaan peningkatan atau pemeliharaan.
Sesuai dengan fungsinya maka lapis aspal beton mempunyai kandungan agregat dan aspal yang berbeda. Sebagai lapis aus, maka kadar aspal yang dikandungnya haruslah cukup sehingga dapat memberikan lapis yang kedap air. Agregat yang dipergunakan lebih halus dibandingkan dengan aspal beton yang berfungsi sebagai lapis pondasi.
Berdasarkan metode pencampurannya, aspal beton dapat dibedakan atas:
- Aspal beton Amerika, yang bersumber kepada Asphalt Institute.
- Aspal beton durabilitas tinggi, yang bersumber pada BS 594, Inggris, dan dikembangkan oleh CQCMU, Bina Marga, Indonesia.
Karakteristik campuran yang harus dimiliki oleh campuran aspal beton campuran panas adalah :
- Stabilitas
- Durabilitas
- Fleksibilitas
- Tahanan geser (skid resistance)
- Kedap air
- Kemudahan pekerjaan (workability)
- Ketahanan kelelehan (fatique resistance)
Lapisan aspal yang baik haruslah memenuhi empat syarat yaitu stabilitas, durabilitas, fleksibilitas dan tahanan geser. Untuk memenuhi syarat itu maka haruslah ditentukan campuran antara agregat dan aspal seoptimal mungkin sehingga dihasilkan lapisan perkerasan dengan kualitas yang seoptimal mungkin yaitu:
- Kadar aspal cukup memberikan kelenturan
- Stabilitas cukup memberikan kemampuan memikul beban sehingga tak terjadi deformasi yang merusak.
- Kadar rongga cukup memberikan kesempatan untuk pemadatan tambahan akibat beban berulang dan flow dari aspal.
- Dapat memberikan kemudahan kerja sehingga tak terjadi segregasi.
- Dapat memberikan campuran yang akhirnya menghasilkan lapis perkerasan yang sesuai dengan persyaratan dalam pemilihan lapis perkerasan pada tahap perencanaan.
Faktor yang mempengaruhi kualitas dari aspal beton (hotmix) adalah:
- Absorbsi aspal
- Kadar aspal efektif
- Rongga antar butir (VMA)
- Rongga udara dalam campuran (VIM)
- Gradasi agregat
Perencanaan campuran dengan menggunakan metode Bina Marga dimulai dari kadar aspal efektif yang tetap sesuai dengan yang telah ditetapkan dalam spesifikasi. Pencampuran agregat yang tersedia dilokasi divariasi untuk dapat memenuhi syarat rongga udara, tebal film aspal dan stabiliasi. Jadi pada metode ini rongga udara dalam campuran merupakan kriteria pokok bersama dengan kadar aspal efektif yang akhirnya menentukan tebal film aspal yang terjadi.
Perencanaan campuran dengan metode Asphalt Institute bertitik tolak pada stabilitas yang dihasilkan. Oleh karena itu yang menjadi dasar adalah gradasi agregat campuran yang harus memenuhi lengkung Fuller yaitu agregat bergradasi baik/menerus. Batas gradasi campuran yang di izinkan dan sifat campuran yang diinginkan diberikan pada spesifikasi.
C. PENUTUP
Soal-soal latihan uji kompetensi:
1. Sebutkan klasifikasi aspal beton campuran panas berdasarkan fungsinya beserta karakteristik dan syarat yang harus dipenuhi.
2. Sebutkan faktor yang mempengaruhi kualitas dari aspal beton.
3. Sebutkan dua metode perencanaan campuran hotmix, dan jelaskan apa perbedaannya secara spesifik.
Satuan Acara Pengajaran (SAP)
PERKULIAHAN XIII, XIV & XV
T I K :
Mahasiswa dapat menyebutkan klasifikasi aspal beton campuran panas berdasarkan fungsinya dan menjelaskan dua metode perencanaan campuran aspal panas (hotmix) dengan benar.
Pokok Bahasan/sub pokok bahasan:
ASPAL BETON CAMPURAN PANAS (HOTMIX)
1. Klasifikasi Aspal Beton
2. Karakteristik Campuran
3. Perencanaan Campuran
4. Asphalt Mixing Plant (AMP)
5. Permasalahan yang mempengaruhi kualitas aspal beton (hotmix)
6. Pemadatan Aspal Beton
7. Pemeriksaan Hasil Pemadatan
8. Pemeriksaan Sifat Campuran
Deskripsi Singkat Mata Kuliah:
Akan membahas klasifikasi hotmix berdasarkan fungsinya, metode pencampurannya, karakteristik campuran yang harus dimiliki oleh campuran aspal beton campuran panas, syarat yang harus dipenuhi oleh lapisan aspal yang baik, faktor yang mempengaruhi kualitas dari aspal beton (hotmix), perencanaan campuran dengan menggunakan metode Bina Marga dimulai dari kadar aspal efektif yang tetap sesuai dengan yang telah ditetapkan dalam spesifikasi. Pencampuran agregat yang tersedia dilokasi divariasi untuk dapat memenuhi syarat rongga udara, tebal film aspal dan stabiliasi. Perencanaan campuran dengan metode Asphalt Institute bertitik tolak pada stabilitas yang dihasilkan. Oleh karena itu yang menjadi dasar adalah gradasi agregat campuran yang harus memenuhi lengkung Fuller yaitu agregat bergradasi baik/menerus. Batas gradasi campuran yang di izinkan dan sifat campuran yang diinginkan diberikan pada spesifikasi.
I. Bahan Bacaan
• Silvia Sukirman, Perkerasan Lentur Jalan Raya, penerbit Nova, 1999.
• Petunjuk Pelaksanaan Lapis Aspal Beton (Laston), Departemen Pekerjaan Umum Dirjen Bina Marga, Badan Penerbit PU.
II. Pertanyaan Kunci/Tugas
1. Sebutkan klasifikasi aspal beton campuran panas berdasarkan fungsinya beserta karakteristik dan syarat yang harus dipenuhi.
2. Sebutkan faktor yang mempengaruhi kualitas dari aspal beton.
3. Sebutkan dua metode perencanaan campuran hotmix, dan jelaskan apa perbedaannya secara spesifik.
III. T u g a s:
Kerjakan soal-soal uji kompetensi dan tugas kelompok pada bagian akhir bab VII (Kuliah XV) dan jawaban dikumpul sebelum perkuliahan XVI.
RED MORE..
CAMPURAN PANAS
A. PENDAHULUAN
Prasyarat:
Lulus semester IV Jurusan Teknik Sipil Politeknik
Standar Kompetensi:
Mahasiswa dapat menyebutkan klasifikasi aspal beton campuran panas berdasarkan fungsinya dan menjelaskan dua metode perencanaan campuran aspal panas dengan benar.
Kompetensi Dasar:
1. Dapat menyebutkan klasifikasi aspal beton campuran panas berdasarkan fungsinya beserta karakteristik dan syarat yang harus dipenuhi.
2. Dapat menyebutkan faktor yang mempengaruhi kualitas dari aspal beton.
3. Dapat menyebutkan dua metode perencanaan campuran hotmix, dan jelaskan apa perbedaannya secara spesifik.
B. PENYAJIAN
Aspal beton campuran panas merupakan salah satu jenis dari lapis perkerasan konstruksi perkerasan lentur. Jenis perkerasan ini merupakan campuran merata antara agregat dan aspal sebagai bahan pengikat pada suhu tertentu. Untuk mengeringkan agregat dan mendapatkan tingkat kecairan yang cukup dari aspal sehingga diperoleh kemudahan untuk mencampurnya, maka kedua material harus dipanaskan dulu sebelum dicampur. Karena dicampur dalam keadaan panas maka seringkali disebut sebagai “ hot mix “. pekerjaan pencampuran dilakukan di pabrik pencampur , kemudian dibawa ke lokasi dan di hampar dengan mempergunakan alat penghampar (paving machine) sehingga diperoleh lapisan lepas yang seragam dan merata untuk selanjutnya dipadatkan dengan mesin pemadat dan akhirnya diperoleh lapisan padat aspal beton.
7.1. KLASIFIKASI ASPAL BETON
A. Berdasarkan fungsinya aspal beton campuran panas dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
1. Sebagai lapis permukaan yang tahan terhadap cuaca, gaya geser, dan tekanan roda serta memberikan lapis kedap air yang dapat melindungi lapis dibawahnya dari rembesan air.
2. Sebagai lapis pondasi atas
3. Sebagai lapis pembentuk pondasi, jika dipergunakan pada pekerjaan peningkatan atau pemeliharaan.
Sesuai dengan fungsinya maka lapis aspal beton mempunyai kandungan agregat dan aspal yang berbeda. Sebagai lapis aus, maka kadar aspal yang dikandungnya haruslah cukup sehingga dapat memberikan lapis yang kedap air. Agregat yang dipergunakan lebih halus dibandingkan dengan aspal beton yang berfungsi sebagai lapis pondasi.
B. Berdasarkan metode pencampurannya, aspal beton dapat dibedakan atas:
1. Aspal beton Amerika, yang bersumber kepada Asphalt Institute.
2. Aspal beton durabilitas tinggi, yang bersumber pada BS 594, Inggris, dan dikembangkan oleh CQCMU, Bina Marga, Indonesia.
7.2. KARAKTERISTIK CAMPURAN
Karakteristik campuran yang harus dimiliki oleh campuran aspal beton campuran panas adalah :
1. Stabilitas
2. Durabilitas
3. Fleksibilitas
4. Tahanan geser (skid resistance)
5. Kedap air
6. Kemudahan pekerjaan (workability)
7. Ketahanan kelelehan (fatique resistance)
S t a b i l i t a s
Stabilitas lapisan pekerjaan jalan adalah kemampuan lapisan perkerasan menerima beban lalu lintas tanpa terjadi perubahan bentuk tetap seperti gelombang, alur ataupun bleeding. Kebutuhan akan stabilitas setingkat dengan jumlah lalu lintas dan beban kendaraan yang akan memakai jalan tersebut. Jalan dengan volume lalu lintas tinggi dan sebagian besar merupakan kendaraan berat menuntut stabilitas yang lebih besar dibandingkan dengan jalan dengan volume lalu lintas yang hanya terdiri dari kendaraan penumpang saja. Kestabilan yang terlalu tinggi menyebabkan lapisan itu menjadi kaku dan cepat mengalami retak, disamping itu karena volume antar agregat kurang, mengakibatkan kadar aspal yang dibutuhkan rendah. Hal ini menghasilkan film aspal tipis dan mengakibatkan ikatan aspal mudah lepas sehingga durabilitasnya rendah.
Stabilitas terjadi dari hasil geseran antar butir, penguncian antar partikel dan daya ikat yang baik dari lapisan aspal. Dengan demikian stabilitas yang tinggi dapat diperoleh dengan mengusahakan penggunaan :
1. agregat dengan gradasi yang rapat (dense graded)
2. agregat dengan permukaan yang kasar
3. agregat berbentuk kubus
4. aspal dengan penetrasi rendah
5. aspal dengan jumlah yang mencukupi untuk ikatan antar butir
Agregat bergradasi baik, bergradasi rapat memberikan rongga antar butiran agregat (voids in mineral agregat = VMA) yang kecil. Keadaan ini menghasilkan stabilitas yang tinggi, tetapi membutuhkan kadar aspal yang rendah untuk mengikat agregat. VMA yang kecil mengakibatkan aspal yang dapat menyelimuti agregat terbatas dan menghasilkan film aspal yang tipis. Film aspal yang tipis mudah lepas yang mengakibatkan lapis tidak lagi kedap air, oksidasi mudah terjadi, dan lapis perkerasan menjadi rusak. Pemakaian aspal yang banyak mengakibatkan aspal tidak lagi dapat menyelimuti agregat dengan baik ( karena VMA kecil) dan juga menghasilkan rongga antar campuran (voids in mix = VIM ) yang kecil. Adanya beban lalu lintas yang menambah pemadatan lapisan mengakibatkan lapisan lapisan aspal meleleh keluar yang dinamakan bleeding.
Gambar 7.1 VIM dan VMA
( Aspal yang terabsorbsi tidak tergambar )
Durabilitas ( keawetan / daya tahan )
Durabilitas diperlukan pada lapisan permukaan sehingga lapisan dapat mampu menahan keausan akibat pengaruh cuaca, air dan perubahan suhu ataupun keausan akibat gesekan kendaraan.
Faktor yang mempengaruhi durabilitas lapis aspal beton adalah :
1. Film aspal atau selimut aspal, film aspal yang tebal dapat menghasilkan lapis aspal beton yang berdurabilitas yang tinggi, tetapi kemungkinan terjadinya bleeding menjadi tinggi.
2. VIM kecil sehingga lapis kedap air dan udara tidak masuk kedalam campuran yang menyebabkan terjadinya oksidasi dan aspal menjadi rapuh / getas.
3. VMA besar, sehingga film aspal dapat dibuat tebal. Jika VMA dan VIM kecil serta kadar aspal tinggi kemungkinan terjadinya bleeding besar. Untuk mencapai VMA yang besar ini dipergunakan agregat bergradasi senjang.
Fleksibilitas (kelenturan)
Fleksibilitas pada lapisan perkerasan adalah kemampuan lapisan untuk dapat mengikuti deformasi yang terjadi akibat beban lalu lintas berulang tanpa timbulnya retak dan perubahan volume. Fleksibilitas yang tinggi dapat diperoleh dengan :
1. Penggunaan agregat bergradasi senjang sehingga diperoleh VMA yang besar.
2. Penggunaan aspal lunak (aspal dengan penetrsi yang tinggi)
3. Penggunaan aspal yang cukup banyak sehingga diperoleh VIM yang kecil.
Skid resistance (tahanan geser / kekesatan)
Tahanan geser adalah kekesatan yang diberikan oleh perkerasan sehingga kendaraan tidak mengalami slip baik di waktu hujan atau basah maupun diwaktu kering. Kekesatan dinyatakan dengan koefisien geser antar permukaan jalan dan ban kendaraan.
Tahanan geser tinggi jika :
1. penggunaan kadar aspal yang tepat sehingga tak terjadi bleeding.
2. Penggunaan agregat dengan permukaan kasar
3. Penggunaan agregat berbentuk kubus
4. Penggunaan agregat kasar yang cukup
Ketahanan kelelehan (fatique resistance)
Ketahanan kelelehan adalah ketahanan dari lapis aspal beton dalam menerima beban berulang tanpa terjadinya kelelehan yang berupa alur (ruting) dan retak.
Faktor yang mempengaruhi ketahanan terhadap kelelehan adalah :
1. VIM yang tinggi dan kadar aspal yang rendah akan mengakibatkan kelelahan yang lebih cepat.
2. VMA yang tinggi dan kadar aspal yang tinggi dapat mengakibatkan lapis perkerasan menjadi fleksibel.
Kemudahan pelaksanaan (workability)
Yang dimaksud dengan kemudahan pelaksanaan adalah mudahnya suatu campuran untuk dihampar dan dipadatkan sehingga diperoleh hasil yang memenuhi kepadatan yang diharapkan.
Faktor yang mempengaruhi kemudahan dalam pelaksanaan adalah :
1. Gradasi agregat, agregat bergradasi baik lebih mudah dilaksanakan dari pada agregat bergradasi lain.
2. Temperatur campuran, yang ikut mempengaruhi kekerasan bahan pengikat yang bersifat termoplastis.
3. Kandungan bahan pengisi (filler) yang tinggi menyebabkan pelaksanaan lebih sukar.
7.3. PERENCANAAN CAMPURAN
Jika agregat dicampur dengan aspal maka :
1. Partikel-partikel antar agregat akan terikat satu sama lain oleh aspal
2. Rongga-rongga agregat ada yang terisi aspal dan ada pula yang terisi udara
3. Terdapat rongga antar butir yang terisi udara
4. Terdapat lapisan aspal yang ketebalannya tergantung dari kadar aspal yang dipergunakan untuk menyelimuti partikel-partikel agregat.
Lapisan aspal yang baik haruslah memenuhi 4 syarat yaitu stabilitas, durabilitas, fleksibilitas dan tahanan geser seperti penjelasan pada bab 7.2. diatas, tetapi jika memakai gradasi rapat (dense graded) akan menghasilkan kepadatan yang baik, berarti memberikan stabilitas yang baik, tetapi mempunyai rongga pori yang kecil sehingga memberikan kelenturan (fleksibilitas) yang kurang baik dan akibat tambahan pemadatan dari beban lalu lintas berulang serta aspal yang mencair akibat pengaruh cuaca akan memberikan tahanan geser yang kecil.
Sebaiknya jika menggunakan gradasi terbuka, akan diperoleh kelenturan yang baik, tetapi stabilitas yang kecil. Kadar aspal yang terlalu sedikit akan mengakibatkan lapisan pengikat antar butir kurang, lebih-lebih jika kadar rongga yang dapat diresapi aspal besar. Hal ini akan mengakibatkan lapisan pengikat aspal cepat lepas dan durabilitas berkurang.
Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa haruslah ditentukan campuran antara agregat dan aspal seoptimal mungkin sehingga dihasilkan lapisan perkerasan dengan kwalitas yang seoptimal mungkin. Dengan kata lain haruslah direncanakan campuran yang meliputi gradasi agregat (dengan juga memperhatikan mutu agregat) dan kadar aspal sehingga dihasilkan lapisan perkerasan yang dapat memenuhi ke-4 syarat diatas yaitu :
1. Kadar aspal cukup memberikan kelenturan
2. Stabilitas cukup memberikan kemampuan memikul beban sehingga tak terjadi deformasi yang merusak.
3. Kadar rongga cukup memberikan kesempatan untuk pemadatan tambahan akibat beban berulang dan flow dari aspal.
4. Dapat memberikan kemudahan kerja sehingga tak terjadi segregasi.
5. Dapat memberikan campuran yang akhirnya menghasilkan lapis perkerasan yang sesuai dengan persyaratan dalam pemilihan lapis perkerasan pada tahap perencanaan.
Dengan demikian faktor yang mempengaruhi kualitas dari aspal beton adalah:
1. Absorbsi aspal
2. Kadar aspal efektif
3. Rongga antar butir (VMA)
4. Rongga udara dalam campuran (VIM)
5. Gradasi agregat
7.3.1. Perhitungan dalam campuran aspal beton
Dalam bagian ini akan dibahas perhitungan yang seringkali dipergunakan pada pekerjaan di laboratorium dan dari hasil coring dilapangan, untuk mengetahui karakteristik aspal beton yang telah dipadatkan.
Secara skematis campuran aspal beton yang telah dipadatkan dapat digambarkan sebagai gambar 7.2.
Gambar 7.2 Skema Campuran Aspal Beton
Volume
Va = Volume pori dalam campuran yang telah dipadatkan = VIM
Vb = Volume aspal dalam campuran yang telah dipadatkan
Vba = Volume aspal yang terabsorbsi
Vbe = Volume aspal efektif = Vb – Vba
Vmb = Volume bulk dari campuran yang telah di padatkan
Vmm = Volume dari campuran tanpa volume udara
Vp = Volume dari lapisan parafin
Vsb = Volume agregat (bulk)
Vse = Volume agregat (efektif)
Vma = Volume pori antar butiran agregat
Berat
W = Berat volume dari campuran yang telah dipadatkan
W1 = Berat dari labu terisi air
W2 = Berat dari labu terisi contoh, dan air
Wb = Berat aspal dalam campuran
Ws = Berat agregat
Wba = Berat aspal yang terabsorbsi
Wbe = Berat aspal efektif
Wm = Berat contoh campuran yang telah dipadatkan
Wma = Berat koreksi contoh yang telah dipadatkan
Wmm = Berat contoh yang belum dipadatkan
Wmp = Berat contoh yang telah dipadatkan dan dilapisi parafin
Wmpw= Berat contoh yang telah dipadatkan, dilapisi parafin dan direndam dalam air
Wmssd= Berat contoh yang telah dipadatkan, kering permukaan jenuh
Ws = Berat kering agregat
Berat jenis
G1, G2, …Gn = Berat jenis bulk dari masing-masing agregat 1, 2, ….n. khusus untuk filler, dimana berat jenis bulk sukar ditentukan, dipergunakan berat jenis apparent.
Gb = Berat jenis aspal
Gmb = Berat jenis bulk dari campuran yang telah dipadatkan
Gmba = Berat jenis koreksi dari campuran yang telah dipadatkan
Gmm = Berat jenis maksimum dari campuran (tanpa pori)
Gp = Berat jenis parafin
Gsb = Berat jenis bulk untuk agregat total yang ada
Gse = Berat jenis efektif dari total agregat
Persentase berat
P1, P2, …..Pn = Persentase berat dari komponen agregat 1, 2, …n
Pb = Kadar aspal, persentase dari berat total campuran
Pba = Aspal yang terabsorbsi, persentase dari berat agregat
Pbe = Kadar aspal efektif, persentase dari berat total campuran yang telah dikoreksi.
Ps = Agregat, persentase dari berat total campuran
Pa = Pori udara, persentase dari total volume campuran yang telah padat.
Berat jenis bulk (bulk spesifik gravity) dari total agregat
Aspal beton terdiri dari agregat kasar, agregat kasar, mineral filler, yang berasal dari berbagai macam agregat yang masing-masing mempunyai berat jenis sendiri-sendiri.
Untuk itu guna memudahkan perhitungan berat jenis bulk dari agregat total yang ada dinyatakan dalam Gsb
P1 + P2 + ….+ Pn
Gsb = -------------------------
P1 P2 Pn
--- + ------ + ….---
G1 G2 Gn
Berat jenis efektif (effective specific gravity) dari total agregat
Wmm – Wb
Gse = ------------------
Vmm – Vb
Wmm W1 W2
Vmm = ------- + ----- + -----
w w w
w = berat volume air
W1 = berat botol + air
W2 = berat botol + air + campuran
Aspal yang terabsorbsi agregat, merupakan persentase dari berat agregat
Gse – Gsb
Pba = 100 ( ------------------- ) Gb
Gsb . Gse
Berat jenis bulk dari campuran yang telah dipadatkan
Wm
Gmb = --------------------------------------------
Wmp Wmpw Wmp – Wm
------ - --------- - ( -----------------)
w w Gp
atau
Wm
Gmb = -------------------------
Wmssd Wmw
---------- - ---------
w w
Berat jenis maksimum dari campuran
Berat jenis campuran adalah berat jenis tanpa pori dari campuran
W
Gmm = --------------------
Vsb + Vb - Vba
Penentuan berat dan volume dalam 100 cm3 contoh
1. Berat, W = 100 Gmb
2. Berat aspal, Wb = Pb.W/100
3. Berat agregat, Ws = W – Wb
4. Berat aspal yang terabsorbsi, Wba = Pba Ws/100
5. Volume aspal, Vb = Wb/Gb
6. Volume dari aspal yang terabsorbsi, Vba = Wba/Gb
7. Volume agregat, Vsb = Ws/Gsb
Volume pori dalam campuran (VIM)
Gmm – Gmb
VIM = ---------------------- 100 atau
Gmm
VIM = 100 – (Vb + Vsb – Vba)
Volume pori antar butiran agregat (VMA)
100 (Gsb – Gmb) + Gmb Pb
VMA = -------------------------------------
Gsb
.atau VMA = 100 - Vsb
Kadar aspal efektif
Pba
Pb - ---- (100 – Pb)
100
Pbe = [ ----------------------] 100
Pba
100 - ----- (100 – Pb)
100
7.3.2. Pemeriksaan dengan alat Marshall
Kinerja campuran aspal beton dapat diperiksa dengan menggunakan alat pemeriksaan Marshall seperti pada gambar 7.3. Pemeriksaan ini pertama kali diperkenalkan oleh Bruce Marshall, selanjutnya dikembangkan oleh U.S Corps of Engineer. Saat ini pemeriksaan Marshall mengikuti prosedure PC-0201-76 atau AASHTO T 245-74, atau ASTM D 1559-62T.
Pemeriksaan dimaksudkan untuk menentukan ketahanan (stabilitas) terhadap kelelehan plastis (flow) dari campuran aspal dan agregat. Kelelehan plastis adalah keadaan perubahan bentuk suatu campuran yang terjadi akibat suatu beban sampai batas runtuh yang dinyatakan dalam mm atau 0,01”.
Gambar 7.3 Alat Marshall
Alat Marshall merupakan alat tekan yang dilengkapi dengan proving ring (cincin penguji) yang berkapasitas 2500 kg atau 5000 pon. Proving ring dilengkapi dengan arloji pengukur yang berguna untuk mengukur stabilitas campuran. Disamping itu terdapat arloji kelelehan (flow meter) untuk mengukur kelelehan plastis (flow).
Benda uji berbentuk silinder dengan diameter 10 cm dan tinggi 7,5 cm dipersiapkan di laboratorium, dalam cetakan benda uji dengan mempergunakan hammer (penumbuk) dengan berat 10 pon (4,536 kg) dan tinggi jatuh 18 inch (45,7 cm), dibebani dengan kecepatan tetap 50 mm/menit.
Dari proses persiapan benda uji sampai pemeriksaan dengan alat Marshall, diperoleh data-data sebagai berikut :
1. Kadar aspal, dinyatakan dalam bilangan desimal satu angka dibelakang koma.
2. Berat volume, dinyatakan dalam ton/m3
3. Stabilitas, dinyatakan dalam bilangan bulat. Stabilitas menunjukkan kekuatan, ketahanan terhadap terjadinya alur (ruting).
4. Kelelehan plastis (flow), dinyatakan dalam mm atau 0,01 inch. Flow dapat merupakan indikator terhadap lentur.
5. VIM, persen rongga dalam campuran, dinyatakan dalam bilangan desimal satu angka belakang koma. VIM merupakan indikator dari durabilitas, kemungkinan bleeding.
6. VMA, persen rongga terhadap agregat, dinyatakan dalam bilangan bulat. VMA bersama dengan VIM merupakan indikator dari durabilitas.
7. Hasil bagi Marshall (kuosien Marshall, merupakan hasil bagi stabilitas dan flow. Dinyatakan dalam kN/mm. Merupakan indikator kelenturan yang potensial terhadap keretakan.
8. Penyerapan aspal, persen terhadap berat campuran, sehingga diperoleh gambaran berapa kadar aspal efektifnya.
9. Tebal lapisan aspal (film aspal), dinyatakan dalam mm. Film aspal merupakan petunjuk tentang sifat durabilitas campuran.
10. Kadar aspal efektif, dinyatakan dalam bilangan desimal satu angka dibelakang koma.
7.3.3. Spesifikasi campuran
Dari bab-bab sebelum ini terlihat bahwa sifat campuran sangat ditentukan dari gradasi agregat , kadar aspal total dan kadar aspal efektif, VIM, VMA, dan sifat bahan baku sendiri. Variasi dari hal tersebut diatas akan menghasilkan kwalitas dan keseragaman campuran yang berbeda-beda. Untuk itu agar dapat memenuhi kwalitas dan keseragaman jenis lapisan yang telah dipilih dalam perencanaan perlu dibuatkan spesifikasi campuran yang menjadi dasar pelaksanaan dilapangan. Dengan spesifikasi itu diharapkan dapat diperoleh sifat campuran yang memenuhi syarat teknis dan keawetan yang diharapkan.
Spesifikasi campuran berbeda-beda, dipengaruhi oleh :
- Perencanaan tebal perkerasan, yang dipengaruhi oleh metode apa yang dipergunakan.
- Ekspresi gradasi agregat, yang dinyatakan dalam nomor saringan. Nomor-nomor saringan mana saja yang umum dipergunakan dalam spesifikasi.
- Kadar aspal yang umum dinyatakan dalam persen terhadap berat campuran seluruhnya.
- Komposisi dari campuran, meliputi agregat dengan gradasi yang bagaimana yang akan dipergunakan.
- Sifat campuran yang diinginkan, dinyatakan dalam nilai stabilitas, flow, VIM, VMA, tebal film aspal.
- Metode rencana campuran yang dipergunakan.
7.3.4. Perencanaan campuran
Perencanaan campuran diperlukan untuk mendapatkan resep campuran yang memenuhi spesifikasi., menghasilkan campuran yang memenuhi kinerja yang baik dari agregat yang tersedia.
Metode perencanaan campuran yang umum dipergunakan di Indonesia adalah:
1. Metode Bina Marga, bersumber dari BSS94 dan dikembangkan untuk kebutuhan di Indonesia oleh CQCMU (Central Quality Control & Monitoring Unit), Bina marga sehingga lebih dikenal dengan nama metode CQCMU.
2. Metode Asphalt Institut
7.3.4.1. Metode Bina Marga (metode CQCMU)
Perencanaan campuran dengan menggunakan metode Bina Marga dimulai dari kadar aspal efektif yang tetap sesuai dengan yang telah ditetapkan dalam spesifikasi. Pencampuran agregat yang tersedia dilokasi divariasi untuk dapat memenuhi syarat rongga udara, tebal film aspal dan stabiliasi. Jadi pada metode ini rongga udara dalam campuran merupakan kriteria pokok bersama dengan kadar aspal efektif yang akhirnya menentukan tebal film aspal yang terjadi. Karena bertitik tolak dari rongga udara dan film aspal, maka campuran dengan menggunakan metode ini mempunyai sifat durabilitas yang tinggi dan karenanya sering disebut sebagai campuran aspal dengan durabilitas yang tinggi. 3 jenis campuran aspal dengan durabilitas yang tinggi yang dapat dihasilkan dengan mempergunakan metode ini yaitu HRS kelas A, untuk jalan dengan lalu lintas rendah, HRS kelas B, untuk jalan dengan lalu lintas tinggi, ATB dan ATBL sebagai lapis pondasi.
Prosedure perencanaan campuran dengan metode CQCMU seperti pada bagan alir gambar 7.4, adalah sebagai berikut :
1. Pemilihan agregat dan penentuan sifat-sifatnya yang harus sesuai dengan spesifikasi material.
Parameter perencanaan adalah :
- Gradasi butir dari masing-masing kelompok agregat kasar, agregat sedang, pasir dan abu batu yang biasanya digambarkan dalam amplop gradasi yang ditetapkan. Karena perencanaan campuran mempergunakan matrix 3 x 3, maka agregat kasar dan agregat sedang dikelompokkan pada kelompok “agregat kasar”, yang proporsi pencampuran harus ditentukan terlebih dahulu. Contoh batas distribusi ukuran partikel agregat kasar dan halus serta abu batu dapat dilihat pada tabel 7.1 atau gambar 7.5 (31).
Gambar 7.4 Bagan alir perencanaan campuran metode Bina Marga
----------------------------------------------------------------------------------------------
Tapisan bukaan Agregat kasar Agregathalus/abu batu
Ukuran ASTM % lolos saringan % lolos saringan
¾” 100
½” 30 – 100
3/8” 0 – 55 100
No. 4 0 – 10 90 – 100
No. 4 40 – 100
No. 30 25 – 100
No. 70 7 - 60
No. 200 5 - 11
Tabel 7.1 Contoh batas distribusi ukuran partikel agregat kasar dan halus (31)
Gambar 7.5 Contoh batas distribusi ukuran partikel agregat kasar dan halus
- Berat jenis agregat, yang akan dipergunakan dalam perhitungan sifat campuran
- Nilai absorbsi air dari agregat yang dapat dipergunakan sebagai indikator penentuan besar absorbsi aspal.
- Sifat-sifat agregat yang umumnya harus dipenuhi untuk lapis perkerasan jalan.
2. Penentuan campuran nominal berdasarkan sifat-sifat yang diperoleh pada langkah 1 dan dari kadar aspal efektif yang ditentukan dalam spesifikasi. Rencana campura nominal ini diperlukan sebagai :
- saringan tingkat pertama, apakah agregat yang tersedia dapat dipergunakan atau tidak.
- Resep awal untuk campuran percobaan di laboratorium yang memenuhi persyaratan gradasi campuran dari kadar aspal seperti yang diberikan pada spesifikasi.
Komponen agregat campuran dinyatakan dalam fraksi rencana yang terdiri dari:
CA = Fraksi agregat kasar = persen berat material yang tertahan saringan no. 8 terhadap berat total campuran.
FA = Fraksi agregat halus = persen berat material yang lolos saringan no. 8 dan tertahan saringan no. 200 terhadap berat total campuran.
FF = Fraksi bahan pengisi = persen berat material yang lolos saringan no. 200 terhadap berat total campuran.
Sedangkan proporsi dari bahan mentah dinyatakan dalam proporsi penakaran (batch proportion). Setiap penakaran adalah penyumbang untuk masing-masing fraksi. Secara skematis dapat dilihat pada gambar 7.6.
Proporsi pemakaian A : B : C
Fraksi rencana CA : FA : FF
.b = kadar aspal
Gambar 7.6 Skema Takaran Fraksi
Untuk memudahkan perencanaan proporsi penakaran perhitungan ditentukan dengan mempergunakan aljabar matrik.
CA + FA + FF + b = 100%, dimana b = kadar aspal total.
Campuran nominal direncanakan sedemikian rupa sehingga merupakan nilai tengan dari batas yang diberikan pada spesifikasi. Contoh pada tabel 7.2, diberikan batas spesifikasi dan resep campuran nominal untuk campuran HRS kelas B.
Fraksi rencana campuran Spesifikasi Resep campuran
(% berat total campuran) (%) (%)
CA 30 – 50 40
FA 39 – 59 48
FF 4,5 – 7,5 4,5
Kadar bitumen efektif > 6,2 %
Kadar aspal total > 6,7 % 7,5 %
Perbandingan pasir/abu abtu 1 : 1
Tabel 7.2 Contoh spesifikasi dan campuran nominal HRS B (31)
Gradasi dari agregat campuran nominal dihitung berdasarkan persen terhadap berat total agregat (bukan terhadap berat total campuran), digambarkan pada amplop gradasi agregat campuran. Gradasi agregat campuran nominal tidak perlu sesuai sepenuhnya dengan amplop gradasi, asalkan batas fraksi rencana ditentukan masih memenuhi.
Pada gambar 7.7. diberikan contoh spesifikasi gradasi campuran untuk HRS kelas B (31).
Gambar 7.7 Contoh spesifikasi gradasi campuran untuk HRS kelas B (31)
3. Pemeriksaan sifat campuran di laboratorium tahap pertama. Resep campuran nominal yang ditentukan hanya berdasarkan gradasi dan absorbsi air harus diperiksa sifat campurannya untuk selanjutnya dikoreksi sehingga dapat merupakan resep akhir dari rencana campuran. Pemeriksaan sifat campuran tahap pertama ini dengan mengambil kadar aspal tetap yaitu kadar aspal efektif + persen absorbsi aspal yang diperkirakan ± 40 % absorbsi air. Untuk dapat menggambarkan sifat campuran sehubungan dengan variasi campuran agregat pada kondisi kadar aspal tetap, maka dibuatkan variasi campuran agregat dengan basis campuran nominal. Umumnya dibuatkan untuk 3 proporsi agregat kasar yaitu :
1. Proporsi agregat kasar campuran nominal
2. Proporsi agregat kasar untuk campuran nominal + 10 %
3. Proporsi agregat kasar untuk campuran nominal – 10 %
Masing-masing proporsi agregat kasar dicoba untuk minimum 3 macam campuran pasir dan abu batu yang dinyatakan dalam perbandingan pasir : abu batu. Dengan demikian terdapat 9 macam campuran yang diperiksa di laboratorium. Dari hasil pemeriksaan Marshall kesembilan macam gradasi campuran tersebut digambarkan hubungan antara sifat campuran dan proporsi agregat kasar seperti pada gambar 7.8a. pada gambat tersebut dapat dilihat juga batas spesifikasi dari jenis campuran yang diinginkan. Dengan memperhatikan sifat campuran yang diperoleh untuk masing-masing contoh pemeriksaan dan membandingkan dengan sifat campuran yang diinginkan serta kondisi lingkungan maka dapat dipilih/ditentukan 1 proporsi agregat kasar dan perbandingan pasir dan abu batu terbaik.
Dalam pemilihan ini perlu dipertimbangkan juga :
1. Pasokan abu batu dan pasir yang dapat dihasilkan pada lokasi tsb ikut menentukan pilihan perbandingan pasir dan abu batu.
2. Kondisi cuaca dilokasi yang mungkin menuntut makro tekstur campuran yang berbeda. Lokasi yang sering turun hujan menuntut gaya gesek yang lebih baik, berarti makro tekstur yang lebih kasar. Hal ini dapat dipenuhi dengan memilih proporsi agregat kasar lebih tinggi.
3. Kelandaian jalan juga dapat merupakan suatu pertimbangan dalam memilih proporsi agregat kasar terbaik. Dari hasil pemeriksaan laboratorium tahap pertama ini diperoleh proporsi agregat kasar dan perbandingan pasir dan abu batu yang terbaik dan berdasarkan hasil ini pemeriksaan dilanjutkan kepemeriksaan campuran di laboratorium tahap kedua.
Gambar 7.8a dan Gambar 7.8b
Contoh Hasil Pemeriksaan Marshall
4. Pemeriksaan sifat campuran di laboratorium tahap kedua bertujuan untuk menentukan kadar aspal optimum dan persentase pwnambahan bahan pengisi jika diperlukan terhadap proporsi agregat kasar dan perbandingan pasir dan abu batu terbaik yang merupakan hasil pemeriksaan tahap pertama. Untuk itu perlu direncanakan 6 gradasi campuran lagi dengan varaisi kadar aspal dan bahan pengisi, sedangkan proporsi agregat kasar dan perbandingan pasir dan abu batu konstan sebesar hasil yang diperoleh pada tahap pertama. Kadar aspal divariasi ± 1 % dan ± 2 % dari kadar aspal pada campuran nominal. Jika dirasakan perlu menambahkan bahan pengisi maka dicoba dengan penambahan 2 % sampai 4 % bahan pengisi. Hasil pemeriksaan Marshall dilaboratorium dari variasi gradasi akibat dibuatnya variasi kadar aspal dan bahan pengisi terbaik sesuai dengan sifat campuran yang diinginkan pada spesifikasi.
5. Korelasi hasil perencanaan campuran di laboratorium dengan mesin pencampur AMP. Hasil perencanaan campuran di laboratorium harus dapat diterapkan di mesin pencampur. Ketepatan pengaturan dari bagian-bagian AMP sangat menentukan kwalitas produksi. Hal-hal yang perlu dilakukan adalah :
- Kalibrasi dan pengaturan bin dingin (coldbin)sesuai dengan hasil perencanaan campuran di laboratorium.
- Penentuan proporsi penakaran agregat panas pada bin panas (jika ada).
- Kalibrasi dan pengaturan bin panas sesuai dengan hasil perencanaan.
6. Pemeriksaan percobaan produksi mesin pencampur. Sifat dari campuran yang diproduksi seringkali berbeda dengan sifat yang diperoleh di laboratorium. Oleh karena itu perlu dilakukan pemeriksaan produksi sebelum mesin pencampur berproduksi penuh. Dengan demikian rencana campuran dapat dikoreksi sehingga menjadi resep campuran akhir.
7.3.4.2. Metode Asphalt Institute
Perencanaan campuran dengan metode ini bertitik tolak pada stabilitas yang dihasilkan. Oleh karena itu yang menjadi dasar adalah gradasi agregat campuran yang harus memenuhi lengkung Fuller. Lengkung Fuller dapat dilihat pada gambar 7.9. berarti gradasi campuran yang dipergunakan pada metode ini adalah agregat bergradasi baik/menerus. Batas gradasi campuran yang di izinkan dan sifat campuran yang diinginkan diberikan pada spesifikasi.
Perencanaan campuran agregat dapat dilakukan dengan menggunakan grafik ataupun analitis. Rumus dasar pencampuran adalah :
P = Aa + Bb + Cc + Dd
dimana:
P = persen material lolos saringan X dari kombinasi agregat A, B, C, D.
A,B,C,D = persen material lolos saringan X untuk agregat A, B, C, D.
.a, b, c, d = proporsi agregat A, B, C, D dalam campuran a + b + c + d = 1
Kadar aspal optimum ditentukan dengan melakukan pemeriksaan Marshall di laboratorium dari beberapa contoh dengan membuat variasi kadar aspal, sedangkan gradasi agregat tetap. Hasil pemeriksaan tersebut digambarkan dalam grafik seperti pada gambar 7.10. kadar aspal optimum adalah kadar aspal yang menghasilkan sifat campuran terbaik pada gambar 7.10 tersebut.
Gambar 7.9 Lengkung Fuller
Gambar 7.10 Grafik hasil pemeriksaan Marshall pada perencanaan campuran
Gambar 7.11 Bagan Alir Metode Asphalt Institute
Secara garis besar metode Asphalt Institute ini dapat dilihat pada bagan alir seperti pada gambar 7.11.
7.3.4.3. Perbedaan metode Bina Marga (CQCMU) dan Asphalt Institut
Pada tabel 7.3 dapat dilihat perbedaan mendasar dari kedua metode:
Metode Bina Marga/CQCMU Metode Asphalt Institut
1. Kriteria dasar rongga udara
2. Langkah pertama menentukan kadar aspal efektif sesuai spesifikasi dari jenis perkerasan yang direncanakan.
3. kadar aspal lebih tinggi, film aspal lebih tebal, sehingga durabilitas lebih tinggi.
4. Baik untuk volume lalu lintas rendah sampai tinggi dengan beban ringan terutama kendaraan penumpang.
5. Stabilitas berasal dari ikatan antara butir-butir halus dan agregat kasar dengan aspal.
- Kriteria dasar stabilitas
-Langkah pertama perencanaan campuran adalah merencanakan proporsi penakaran sehingga diperoleh gradasi agregat campuran yang memenuhi spesifikasi.
- kadar aspal rendah, film aspal lebih tipis, retak-retak mudah terjadi.
- Baik untuk volume lalu lintas tinggi dengan beban berat (banyak kendaraan berat)
- Stabilitas berasal dari interlocking (saling mengunci) antar agregat.
Tabel 7.3 Perbedaan Metode Bina Marga dan Asphalt Institut
7.4. PABRIK PEMBUAT ASPAL BETON (Asphalt Mixing Plant = AMP)
Proses pencampuran aspal beton campuran panas yang dilakukan pada temperatur sekitar 140o C sehingga siap dihampar di lokasi, dilakukan pada alat pencampur aspal panas yang umum dikenal sebagai AMP (Asphalt Mixing Plant).
Jenis AMP
Sesuai dengan komponen-komponen yang dimilikinya AMP dapat dibagi atas dua jenis utama yaitu :
1. Alat pencampur dengan penakaran (tipe batch = batch plant)
2. Alat pencampur tipe menerus (continous plant)
7.4.1. Alat pencampur dengan penakaran (batch plant).
Alat pencampur tipe ini memiliki komponen-komponen yang dapat mengatur pemasukan masing-masing bahan mentah dengan kwantitas yang benar pada suatu takaran yang dicampur pada suatu saat. Dengan demikian kontrol yang baik lebih mudah dilakukan pada jenis ini dibandingkan dengan jenis yang lain. Proses dasar dapat dilihat pada bagan alir gambar 7.12, dan secara skematis proses tersebut digambarkan pada gambar 7.13.
Komponen utama dari tipe dengan penakaran ini dapat dilihat pada gambar 7.14.
1. Bin dingin (cold bin), merupakan tempat dimana agregat kasar, agregat sedang, agregat halus, dan pasir dimasukkan sesuai dengan proporsi dari perencanaan campuran (mix design). Proporsi campuran diatur dengan cara mengatur bukaan dari masing-masing bin dengan mempergunakan hasil kalibrasi bin dingin tersebut. Kalibrasi dilakukan dalam keadaan kering maupun dalam keadaan dengan kadar air tertentu. Sebaiknya agregat yang dipasok kedalam bin dalam keadaan kering sehingga proporsi yang diharapkan dapat tercapai dan dengan demikian kwalitas campuran dapat terjamin. Pengisian bin dingin dilakukan dengan hati-hati sehingga kemungkinan terjadi segregasi ataupun degradasi dapat dihindari.
2. Elevator dingin (cold elevator)
Elevator dingin mengangkut agregat dingin dari bin dingin kepengering.
3. Pengering (Blower)
Pada bagian ini agregat dikeringkan dengan cara dipanaskan (api disemburkan melalui mulut pengering dengan alat pembakar minyak atau gas) dan pengering dalam keadaan berputar. Pengering berfungsi untuk menguapkan dan menghilangkan kadar air yang dikandung agregat dan kemudian memanaskannya sehingga mencapai suhu pencampuran antara 135 – 163o C. pengering berbentuk silinder yang dilengkapi dengan alur-alur memanjang yang mengangkat dan menjatuhkan agregat melalui nyala api diletakkan dengan kelandaian tertentu. Kelandaian silinder , kecepatan putar, diameter, panjang silinder, dan susunan alur menentukan lamanya proses pengeringan disamping kondisi dan jenis agregat itu sendiri. Temperatur pemanasan dapat diukur/dilihat dari pyrometer yang tersedia.
4. Kolektor debu (dust colector)
Gas panas yang keluar dari pengering mengandung debu-debu yang dapat menimbulkan polusi dan mengotori bagian-bagian lainnya. Oleh karena itu gas yang mengandung debu dihubungkan dengan kolektor debu sehingga debu dapat terkumpul dan gas dapat dibuang melalui cerobong gas (pada gambar 7.14, nomor 5). Debu dari agregat yang dipanaskan dikumpulkan kedalam kolektor debu untuk kamudian dipergunakan kembali jika dibutuhkan atau dibuang jika tidak dibutuhkan.
Gambar 7.13 Komponen Tipe Continous
Gambar 7.14 Komponen Tipe Batch
Gambar 7.15 Pengering (blower)
Dari cara kerjanya kolektor debu dapat dibedakan atas 2 tipe yaitu :
1. Penyapu kering, merupakan rangkaian filter-filter kain dimana debu-debu ditangkap dan disaring dengan menggunakan kain-kain penyaring. Debu-debu kemudian dikumpulkan kembali dan dapat dibuang, atau dikumpulkan kesilo (tempat penyimpan debu), atau dibawa kembali kebagian bawah elevator panas untuk dipergunakan sebagai bagian dari aspal beton. Gas telah bersih dari debu dibuang melalui cerobong gas ke udara.
2. Kolektor mekanis, yang menggunakan metode sentrifugal untuk mengumpulkan debu.
3. Penyapu basah, gas yang mengandung debu disemprot dengan air sehingga debu menjadi basah, berat dan jatuh serta terkumpul dibagian bawah. Air lumpur yang mengandung debu basah dikeringkan dan dibuang. Debu yang dikumpulkan secara basah ini tidak dapat dipergunakan kembali sebagai bagian dari aspal panas.
5. Pengendali gradasi
Agregat yang telah dipanaskan dibawa oleh elevator panas kebagian pengendali gradasi yang berupa saringan panas, pada bagian ini partikel agregat dengan ukuran lebih besar dari yang disyaratkan akan dibuang, dan agregat-agregat lain kemudian disimpan setelah disaring sesuai saringan yang ditentukan pada pengendali gradasi kedalam bin panas (hot bin) yang diletakkan dibawah pengendali gradasi (pada gambar 7.16 terlihat proses penyaringan dan penyimpanan).
Gambar 7.16 Pengendali gradasi dan bak panas
6. Bin panas (hot bin)
Bin panas adalah tempat menyimpan sementara agregat panas sebelum dicampur ke dalam pugmill. Agregat yang telah diayak dengan menggunakan pengendali gradasi disimpan kedalam bin-bin yang tersedia. Ada AMP yang mempunyai 3 bin dan ada pula yang mempunyai 4 bin. Perhatikan gambar 7.18.
Gambar 7.17 Penyimpanan agregat
Gambar 7.18 Overflow chutes
Masing-masing bin mempunyai pintu yang dapat ditutup dan satu sama lain dipisahkan oleh dinding. Untuk menghindari terjadinya pencampuran pada bin-bin akibat terlalu penuhnya bin tersebut, maka bin panas mempunyai overflow chutes yaitu bagian yang dapat membuang kelebihan agregat yang tertimbun.
7. Hopper penakar
Pada AMP dengan penakar, agregat dan bahan pengisi (filler) ditumpahkan ke dalam pugmill sesuai proporsi yang telah ditentukan dalam campuran rencana (mix design) dengan mempergunakan hopper timbangan. Timbangan dilakukan secara akumulatif.
Gambar 7.19 Hopper timbangan
8. Pugmill (unit pencampur)
Agregat dari masing-masing bin pada bak panas dengan berat sesuai proporsinya dimasukkan kedalam pugmill/unit pencampur dimulai dari fraksi yang paling kasar ke yang paling halus dan paling akhir filler (bahan pengisi) jika dibutuhkan. Agregat kemudian dicampur kering selama tidak kurang dari 4 detik dan selanjutnya ditempat ini campuran agregat panas tersebut disemprotkan aspal panas dengan kadar bitumen yang telah ditentukan. Agregat dan aspal panas kemudian diaduk kembali selama tidak kurang dari 30 detik dan tidak lebih dari 75 detik. Setelah pencampuran dilakukan dengan baik dan merata maka pintu pugmill dibuka untuk mengeluarkan aspal beton campuran panas kedalam truk pengangkut dan selanjutnya memulai pencampuran yang selanjutnya. Mixer pugmill terdiri dari as kembar yang bersudu dan arah gerakan dapat dilihat pada gambar 7.20. Pencampuran berhasil baik jika pugmill tidak terlalu penuh dan tidak terlalu kosong.
Gambar 7.20 Mixer pada pugmill
9. Stasiun Pengontrol
Setiap AMP mempunyai stasiun pengontrol dimana operator dapat mengontrol proses pencampuran. Ada stasiun pengontrol yang bersifat manual dan ada pula yang bersifat otomatis.
Gambar 7.21 Stasiun Pengontrol
7.4.2. Alat pencampur sistem menerus (continous plant)
Dilihat dari komponen yang dimiliki dan sistem pencampurannya jenis ini dapat dibedakan atas :
- Alat pancampur sistem menerus dengan bin panas
- Alat pencampur sistem menerus tanpa bin panas.
- Drum mix
7.4.2.1. Alat pencampur sistem menerus dengan bin panas (Continous Plant dengan Hot Bin)
Jenis ini hampir sama dengan jenis alat pencampur dengan penakar (batch plant), hanya saja bin panas tidak mempunyai penutup dan tidak terdapat kotak penimbang, sehingga agregat yang telah dipanaskan dan diayak oleh pengendali gradasi langsung masuk ke bin panas dan selanjutnya sesuai dengan proporsinya yang diatur berdasarkan bukaan bin langsung masuk ke pugmill melalui elevator panas secara terus-menerus selama proses pencampuran. Pengontrolan kualitas dan variasi produksi sangat ditentukan dari bukaan bin dingin dan bin panas.
Gambar 7.22 Alat pencampur sistem menerus
Komponen dari continous plant ini adalah :
1. Bin dingin (cold bin) 7. Elevator panas
2. Elevator dingin 8. Pengendali gradasi
3. Pengering (blower) 9. Bin panas tanpa pintu
4. Kolektor debu 10. Elevator panas
5. Cerobong asap 11. Pugmill
6. Penyimpan aspal panas 12. Hopper pencurah/pemuat
Karena proses pencampuran berlangsung terus-menerus, maka tipe ini mempunyai elevator panas 2 buah dan hopper pencurah ke truk. Pugmill tidak terletak dibawah bin panas tetapi agregat dari bin panas dibawa melalui elevator panas yang kedua. Dihopper pencurah campuran yang telah tercampur baik menunggu untuk dimuat ke dalam truk (gambar 7.22)
7.4.2.2. Alat pencampur sistem menerus tanpa bak panas (continous plant tanpa hot bin)
Jenis ini tidak mempunyai bak panas, sehingga agregat yang telah dipanaskan langsung masuk ke pugmill. Pengontrolan gradasi campuran sangat ditentukan dari pengontrolan yang dilakukan di bak dingin.
7.4.2.3. Drum mix.
Jenis ini hampir sama dengan alat pencampur tipe menerus tanpa bin panas, hanya saja pemasukan agregat dari bin dingin, pemanasan agregat dan pencampuran agregat panas dengan aspal seluruhnya dilakukan didalam drum.
Komponen-komponen dari drum mix adalah :
1. Bak dingin
2. Elevator dingin
3. Drum mixer
4. Kolektor debu
5. Elevator hot mix
6. Silo penyimpan campuran
7. Penyimpan aspal
8. Stasiun pengontrol
7.5. Permasalahan yang dapat mempengaruhi kwalitas dari aspal beton campuran panas.
Kwalitas aspal beton dipengaruhi oleh banyak faktor yang dapat berasal dari bahan mentah, pabrik pencampur, proses pencampuran, proses penghamparan, proses pemadatan, sampai kepada proses pemeliharaan pasca pemadatan. Hal ini dapat terjadi walaupun mutu dari bahan mentah memenuhi persyaratan. Oleh karena itu perlulah pengendalian mutu yang seksama sehingga diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan.
Gambar 7.23 Alat pencampur jenis drum mix
Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kwalitas aspal beton antara lain :
1. Penimbunan agregat, yang dapat menyebabkan terjadinya segregasi dan degradasi serta kontaminasi, jika tidak mengikuti proses yang benar.
2. Over heating (temperatur pemanasan terlalu tinggi) baik untuk agregat maupun aspal
3. Under heating (temperatur pemanasan terlalu rendah) baik untuk agregat maupun untuk aspal
4. Campuran rencana yang tidak tepat.
5. Agregat yang basah, karena penyimpanan tidak benar.
6. Komponen pabrik pencampur mengalami kerusakan yang tidak diketahui.
7. Pengaturan masing-masing komponen tidak memenuhi persyaratan yang diminta.
8. Penimbangan yang tidak baik/terkontrol baik
9. Pemuatan ke truk pengangkut yang kurang baik sehingga terjadi segregasi.
10. Penghamparan yang kurang baik sehingga terjadi segregasi.
11. Tebal penghamparan yang terlalu tebal.
12. Alat pemadatan dan proses pemadatan yang tidak baik.
13. Temperatur penghamparan dan pemadatan yang tidak tepat.
14. Kondisi lokasi jalan sebelum penghamparan tidak memenuhi persyaratan.
15. Jangka waktu dari proses pemadatan sampai jalan dibuka untuk lalu lintas umum terlalu cepat.
7.6. PEMADATAN ASPAL BETON
Campuran aspal beton panas dari AMP diangkut dengan menggunakan truk pengangkut yang ditutupi terpal, dibawa kelokasi dan dihampar sesuai dengan persyaratan yang ditentukan dan harus segera dipadatkan pada temperatur dibawah 125o C dan harus sudah selesai pada temperatur diatas 80o C. Pemadatan dilakukan dalam 3 tahap yang berurutan yaitu :
1. Pemadatan awal (breakdown rolling)
Berfungsi mendudukkan material pada posisi dan sekaligus memadatkannya. Alat yang digunakan adalah mesin gilas roda baja (steel roller) dengan tekanan roda antara 400 – 600 kg/0,1 m lebar roda.
2. Pemadatan antara / kedua (secondary rolling)
Pemadatan antara merupakan pemadatan seperti pemadatan akibat beban lalu lintas. Alat yang digunakan adalah mesin gilas dengan roda karet (tire roller) dengan tekanan roda 8,5 kg/cm2.
3. Pemadatan akhir (finishing rolling)
Pemadatan akhir dilakukan untuk menghilangkan jejak-jejak roda ban. Penggilasan dilakukan pada temperatur diatas titik lembek aspal.
7.7. PEMERIKSAAN HASIL PEMADATAN
Hasil pemadatan yang berupa pengecekan terhadap kepadatan lapangan, tebal lapisan perkerasan yang terjadi dilakukan dengan mengambil contoh dilapangan dengan alat core drill. Dari hasil pemeriksaan contoh tersebut dapat diperoleh data mengenai berat volume, tebal lapisan setelah dipadatkan, kadar aspal, gradasi campuran dan kepadatan lapangan.
Kadar aspal & gradasi campuran diperoleh sebagai hasil pemeriksaan ekstraksi menurut prosedur pemeriksaan AASHTO T164-80, pemeriksaan kepadatan campuran di lapangan mengikuti prosedur AASHTO T 166 & T 230.
7.8. PEMERIKSAAN SIFAT CAMPURAN
Sifat campuran yang dihasilkan di AMP perlu diperiksa sebagai salah satu proses pengendalian mutu produksi. Pemeriksaan dilakukan dengan alat Marshall dari contoh yang dibuat dari produksi AMP yang bersangkutan. Pemeriksaan gradasi, kadar aspal, juga dilakukan untuk memeriksa apakah gradasi campuran yang diperoleh memenuhi spesifikasi ataukah tidak.
7.9. RANGKUMAN
Berdasarkan fungsinya aspal beton campuran panas (hotmix) dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
- Sebagai lapis permukaan yang tahan terhadap cuaca, gaya geser, dan tekanan roda serta memberikan lapis kedap air yang melindungi lapis dibawahnya dari rembesan air.
- Sebagai lapis pondasi atas
- Sebagai lapis pembentuk pondasi, jika dipergunakan pada pekerjaan peningkatan atau pemeliharaan.
Sesuai dengan fungsinya maka lapis aspal beton mempunyai kandungan agregat dan aspal yang berbeda. Sebagai lapis aus, maka kadar aspal yang dikandungnya haruslah cukup sehingga dapat memberikan lapis yang kedap air. Agregat yang dipergunakan lebih halus dibandingkan dengan aspal beton yang berfungsi sebagai lapis pondasi.
Berdasarkan metode pencampurannya, aspal beton dapat dibedakan atas:
- Aspal beton Amerika, yang bersumber kepada Asphalt Institute.
- Aspal beton durabilitas tinggi, yang bersumber pada BS 594, Inggris, dan dikembangkan oleh CQCMU, Bina Marga, Indonesia.
Karakteristik campuran yang harus dimiliki oleh campuran aspal beton campuran panas adalah :
- Stabilitas
- Durabilitas
- Fleksibilitas
- Tahanan geser (skid resistance)
- Kedap air
- Kemudahan pekerjaan (workability)
- Ketahanan kelelehan (fatique resistance)
Lapisan aspal yang baik haruslah memenuhi empat syarat yaitu stabilitas, durabilitas, fleksibilitas dan tahanan geser. Untuk memenuhi syarat itu maka haruslah ditentukan campuran antara agregat dan aspal seoptimal mungkin sehingga dihasilkan lapisan perkerasan dengan kualitas yang seoptimal mungkin yaitu:
- Kadar aspal cukup memberikan kelenturan
- Stabilitas cukup memberikan kemampuan memikul beban sehingga tak terjadi deformasi yang merusak.
- Kadar rongga cukup memberikan kesempatan untuk pemadatan tambahan akibat beban berulang dan flow dari aspal.
- Dapat memberikan kemudahan kerja sehingga tak terjadi segregasi.
- Dapat memberikan campuran yang akhirnya menghasilkan lapis perkerasan yang sesuai dengan persyaratan dalam pemilihan lapis perkerasan pada tahap perencanaan.
Faktor yang mempengaruhi kualitas dari aspal beton (hotmix) adalah:
- Absorbsi aspal
- Kadar aspal efektif
- Rongga antar butir (VMA)
- Rongga udara dalam campuran (VIM)
- Gradasi agregat
Perencanaan campuran dengan menggunakan metode Bina Marga dimulai dari kadar aspal efektif yang tetap sesuai dengan yang telah ditetapkan dalam spesifikasi. Pencampuran agregat yang tersedia dilokasi divariasi untuk dapat memenuhi syarat rongga udara, tebal film aspal dan stabiliasi. Jadi pada metode ini rongga udara dalam campuran merupakan kriteria pokok bersama dengan kadar aspal efektif yang akhirnya menentukan tebal film aspal yang terjadi.
Perencanaan campuran dengan metode Asphalt Institute bertitik tolak pada stabilitas yang dihasilkan. Oleh karena itu yang menjadi dasar adalah gradasi agregat campuran yang harus memenuhi lengkung Fuller yaitu agregat bergradasi baik/menerus. Batas gradasi campuran yang di izinkan dan sifat campuran yang diinginkan diberikan pada spesifikasi.
C. PENUTUP
Soal-soal latihan uji kompetensi:
1. Sebutkan klasifikasi aspal beton campuran panas berdasarkan fungsinya beserta karakteristik dan syarat yang harus dipenuhi.
2. Sebutkan faktor yang mempengaruhi kualitas dari aspal beton.
3. Sebutkan dua metode perencanaan campuran hotmix, dan jelaskan apa perbedaannya secara spesifik.
Satuan Acara Pengajaran (SAP)
PERKULIAHAN XIII, XIV & XV
T I K :
Mahasiswa dapat menyebutkan klasifikasi aspal beton campuran panas berdasarkan fungsinya dan menjelaskan dua metode perencanaan campuran aspal panas (hotmix) dengan benar.
Pokok Bahasan/sub pokok bahasan:
ASPAL BETON CAMPURAN PANAS (HOTMIX)
1. Klasifikasi Aspal Beton
2. Karakteristik Campuran
3. Perencanaan Campuran
4. Asphalt Mixing Plant (AMP)
5. Permasalahan yang mempengaruhi kualitas aspal beton (hotmix)
6. Pemadatan Aspal Beton
7. Pemeriksaan Hasil Pemadatan
8. Pemeriksaan Sifat Campuran
Deskripsi Singkat Mata Kuliah:
Akan membahas klasifikasi hotmix berdasarkan fungsinya, metode pencampurannya, karakteristik campuran yang harus dimiliki oleh campuran aspal beton campuran panas, syarat yang harus dipenuhi oleh lapisan aspal yang baik, faktor yang mempengaruhi kualitas dari aspal beton (hotmix), perencanaan campuran dengan menggunakan metode Bina Marga dimulai dari kadar aspal efektif yang tetap sesuai dengan yang telah ditetapkan dalam spesifikasi. Pencampuran agregat yang tersedia dilokasi divariasi untuk dapat memenuhi syarat rongga udara, tebal film aspal dan stabiliasi. Perencanaan campuran dengan metode Asphalt Institute bertitik tolak pada stabilitas yang dihasilkan. Oleh karena itu yang menjadi dasar adalah gradasi agregat campuran yang harus memenuhi lengkung Fuller yaitu agregat bergradasi baik/menerus. Batas gradasi campuran yang di izinkan dan sifat campuran yang diinginkan diberikan pada spesifikasi.
I. Bahan Bacaan
• Silvia Sukirman, Perkerasan Lentur Jalan Raya, penerbit Nova, 1999.
• Petunjuk Pelaksanaan Lapis Aspal Beton (Laston), Departemen Pekerjaan Umum Dirjen Bina Marga, Badan Penerbit PU.
II. Pertanyaan Kunci/Tugas
1. Sebutkan klasifikasi aspal beton campuran panas berdasarkan fungsinya beserta karakteristik dan syarat yang harus dipenuhi.
2. Sebutkan faktor yang mempengaruhi kualitas dari aspal beton.
3. Sebutkan dua metode perencanaan campuran hotmix, dan jelaskan apa perbedaannya secara spesifik.
III. T u g a s:
Kerjakan soal-soal uji kompetensi dan tugas kelompok pada bagian akhir bab VII (Kuliah XV) dan jawaban dikumpul sebelum perkuliahan XVI.
RED MORE..
