PERCEPATAN DAN PENAMBAHAN STABILITAS CAMPURAN ASPAL DINGIN DENGAN FILLER SEMEN
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Jalan raya dengan perkerasan aspal merupakan sebagian besar
prasarana transportasi di Indonesia. Kondisi jalan raya tersebut saat ini sekitar 50
% mengalami kerusakan. Dengan kenaikan harga bahan bakar minyak yang
hampir 100 %, maka pemeliharaan jalan menjadi sangat berat. Hal ini terutama
banyak dirasakan oleh pemerintah daerah
Kabupaten. Dengan
tingkat II yang mengelola jalan
biaya pemeliharaan jalan yang tinggi, maka banyak
pemerintah daerah yang belum sempat menangani kerusakan jalan yang ada
kerusakannya sudah semakin meluas. Hal ini dapat dilihat di surat kabar yang
sangat sering menampilkan gambar-gambar kondisi jalan yang rusak .
Sebagian besar jalan di Indonesia dibuat dengan menggunakan perekat
aspal semen yang pencampurannya memerlukan pemanasan untuk mencairkan
aspal tersebut agar mudah dicampur dengan agregat atau lebih dikenal dengan
istilah campuran panas. Untuk membuat campuran aspal panas diperlukan Asphalt
Mixing Plant (AMP). Untuk pekerjaan-pekerjaan pemeliharaan yang kebutuhan
bahannya tidak terlalu besar penggunaan AMP menjadi tidak efisien. Penggunaan
AMP memerlukan bahan bakar minyak yang banyak, sementara bahan bakar
minyak saat ini terhitung mahal di Indonesia. Keberadaan AMP di Indonesia saat
ini masih sangat jarang, sehingga lokasi pemeliharaan kadang-kadang sangat jauh
dari lokasi AMP yang mengakibatkan campuran aspal panas sudah dingin saat
sampai di lokasi pekerjaan sehingga kualitasnya menjadi kurang baik.
Penggunaan campuran dingin dengan menggunakan aspal emulsi saat
ini belum banyak dikenal oleh para pelaku jasa konstruksi jalan di Indonesia.
Padahal campuran aspal dingin dengan aspal emulsi mempunyai beberapa
keuntungan antara lain :
1) Aspal emulsi tidak perlu dibakar atau dipanaskan sebab bentuknya sudah
cair , dingin dan siap pakai.
2) Tidak menimbulkan polusi serta ramah lingkungan.
1
3) Campuran dapat disimpan sampai beberapa hari (+5hari) sebelum
dihamparkan sehingga jadwal pelaksanaan proyek lebih efektif.
4) Dapat meggunakan alat-alat sederhana seperti pan mixer atau beton molen
sehingga dapat dilaksanakan oleh kontraktor lokal
yang merupakan
pengusaha golongan ekonomi lemah.
Walaupun mempunyai banyak keuntungan bila dibandingkan dengan
campuran asal panas, tetapi karena minimnya penguasaan teknologi campuran
aspal dingin kegagalan banyak terjadi pada proyek yang mencoba menggunakan
campuran dingin. Sebagai contoh di kota Surakarta campuran aspal dingin telah
dicoba dilaksanakan di Jalan Hasanudin dan Jalan Rumah Sakit Jiwa. Sebagai
bahan perekat batuan digunakan aspal emulsi jenis Cationic Medium Setting
(CMS2). Hasil yang diperoleh terlihat kurang memuaskan. Dalam jangka waktu
yang pendek perkerasan terlihat seperti kurang mengandung aspal sehingga masih
sangat lemah stabilitasnya. Padahal lalulintas tidak boleh ditutup, sehingga dalam
kondisi perkerasan yang masih rendah stabilitasnya, perkerasan terpaksa menahan
beban lalulintas yang lewat pada ke dua jalan tersebut. Akibat kenampakannya
yang kurang baik dalam jangka waktu dekat, proyek pelapisan ulang dengan
campuran aspal dingin pada Jalan Rumah Sakit Jiwa Surakarta mendapat protes
dari warga setempat karena dianggap kualitasnya sangat rendah (Suara Merdeka,
11 Desember 2004).
Dari hasil pekerjaan penghamparan lapisan OGEM di Cilacap tahun
2000, diperoleh hasil bahwa setelah dipadatkan campuran OGEM masih relatif
goyang atau tidak stabil ( Hutama Prima, 2000). Kestabilan OGEM baru tecapai
setelah usia 1-2 bulan setelah penghamparan. Lalulintas yang lewat diharapkan
akan mempercepat penguapan dan kestabilan. Tetapi yang terjadi dapat
sebaliknya, karena campuran belum stabil maka beban lalulintas akan merusak
campuran aspal dingin yang telah dihamparkan. Campuran aspal dingin yang
belum stabil tidak kuat mendukung beban lalulintas yang ada, sedangkan pada
pekerjaan pemeliharaan kondisi lalulintas harus tetap jalan.
Kegagalan-kegagalan pada campuran aspal dingin banyak disebabkan
oleh kurang mengertinya pelaksana akan aspal emulsi. Pada aspal emulsi, aspal
2
yang efektif (residu aspal) yang berfungsi sebagai perekat hanya sekitar 60 %
sedangkan yang 40 % berupa air yang diharapkan akan menguap seiring dengan
waktu karena lintasan roda kendaraan atau suhu udara yang panas. Hal ini seperti
yang terjadi pada proyek jalan Hasanudin dan Rumah Sakit Jiwa di Surakarta
yang ternyata kadar aspal efektifnya setelah diuji diaboratorium rata-rata hanya 4
% ( Widodo, 2004). Selain itu residu aspal emulsi yang digunakan mempunyai
nilai penetrasi yang tinggi sehingga stabilitasnya rendah. Seperti aspal emulsi
CMS-2 yang digunakan untuk DGEM dan OGEM residunya mempunyai
penetrasi antara 100-250. Hal ini jauh diatas aspal semen yang digunakan untuk
campuran aspal panas yang penetrasinya berkisar antara 60-100.
Dari berbagai permasalahan yang terjadi dalam pelaksanaan, maka
penelitian penggunaaan filler semen untuk mempercepat stabilitas dan
meningkatkan stabilitas campuran aspal dingin sangat penting dilakukan. Semen
diharapkan dapat menarik air yang ada dalam aspal emulsi, sehingga residu aspal
yang terkandung dalam aspal emulsi dapat segera bereaksi dengan agregat.
Demikian pula reaksi antara semen dan air yang membentuk pasta semen akan
membantu perekatan antar agregat.
1.2. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut diatas permasalahan yang akan
diteliti berkaitan dengan penggunaan filler semen dalam campuran aspal dingin
pada tahun ke dua ini adalah sebagai berikut :
1) Sejauh mana perubahan karakteristik rancangan campuran yang diperoleh
pada tahun ke satu jika dicampur dalam skala besar di laboratorium, akan
tetapi pemadatannya masih menggunakan alat Marshall.
2) Sejauh mana perubahan karakteristik rancangan campuran aspal dingin jika
dihampar di lapangan dan dipadatkan dengan mesin gilas.
Campuran aspal dingin yang akan diteliti adalah Dense Graded Emulsion Mix
(DGEM) yang bahan pengikatnya adalah aspal emulsi jenis CSS-1.
3
DAFTAR PUSTAKA
Asphalt Institute, 1985, A Basic Asphalt Emulsion Manual, USA
Dinas Pekerjaan Umum Kota Surakarta, 2004, Dokumen Lelang Pekerjaan
Peningkatan Jalan Rumah Sakit Jiwa
Holleran, G., Reed, J., 1996, Asphalt Emulsions-Definition, Manufacture and
Usage, Monterrey Mexico.
Holleran,G ,1998, Analysis of Emulsion Stability and Asphalt Compatibility, USA
Holleran, G., 2002, The Use Of Polymer Modification In Slurry Surfacings,,
Monterrey Mexico
Hutama Prima, PT, 2002, Perencanaan Campuran Aspal Emulsi Bergradasi
Rapat (Dense Graded Emulsion/DGEM), Cilacap
Mulyono, A.T., 2000, Pengaruh Lama Penyimpanan Terhadap Karakteristik
DGEM Batu Andesit dan DGEM Batu Kapur, PAU Ilmu Teknik UGM
Neville, A.M.and Brooks, J.J.,1987, Concrete Technology, Longman Group UK
Limited
Widodo, S., 2004, Analisis Hasil Pelaksanaan Cold Mix Jalan Hasanudin dan
Rumah Sakit Jiwa Kota Surakarta, Laboratorium Jalan Raya UMS
Widodo, S., 2006, Perancangan Campuran Aspal Dingin Menggunakan Aspal
Emulsi Rapid Setting, Lembaga Penelitian UMS
41
TEKNOLOGI
LAPORAN PENELITIAN HIBAH BERSAING TAHUN KE II
PERCEPATAN DAN PENAMBAHAN STABILITAS
CAMPURAN ASPAL DINGIN
DENGAN FILLER SEMEN
Oleh :
Ir. Sri Widodo,MT
Ir. Agus Riyanto, MT
DIBIAYAI OLEH Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi
Departemen Pendidikan Nasional
Sesuai dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Hibah Penelitian
Nomor : 188/SP2H/PP/DP2M/III/2008, tanggal 06 Maret 2008
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
OKTOBER 2008
RINGKASAN
Campuran aspal dingin dengan menggunakan perekat aspal emulsi
sebetulnya mempunyai banyak keuntungan antara lain siap pakai,
ramah
lingkungan dan dapat meggunakan alat-alat sederhana seperti pan mixer atau
beton molen sehingga dapat dilaksanakan oleh kontraktor lokal yang merupakan
pengusaha golongan ekonomi lemah. Akan tetapi banyak proyek jalan di
Indonesia yang mencoba campuran aspal dingin banyak mengalami kegagalan
atau hasilnya masih kurang memuaskan. Kelemahan dari campuran aspal dingin
adalah stabilitasnya yang relatif rendah bila dibandingkan dengan campuran aspal
panas dan saat selesai dipadatkan campuran relatif masih goyang sehingga untuk
pekerjaan pelapisan ulang jalan lama kurang layak karena lalu-lintas harus tetap
dibuka.
Penelitian penggunaan filler semen pada campuran aspal dingin ini
berlangsung selama 2 tahun. Tahun pertama merupakan penelitian di laboratorium
yang bertujuan untuk mendapatkan rancangan campuran yang paling ekonomis
tetapi masih memenuhi spesifikasi. Sedang penelitian tahun ke dua merupakan
percobaan penghamparan campuran aspal dingin di lapangan untuk menguji
rancangan campuran yang di peroleh pada tahun pertama. Penggunaan filler
semen pada campuran aspal dingin ini secara garis besar bertujuan untuk
mempercepat dan meningkatkan stabilitas campuran aspal dingin. Campuran aspal
dingin yang diteliti adalah dari jenis campuran aspal emulsi bergradasi rapat (
dense graded emulsion mix) atau sering disingkat dengan nama DGEM.
Khusus pada tahun ke dua ini penelitian mempunyai tujuan-tujuan
sebagai berikut :
1) Mengetahui karakteristik rancangan campuran yang diperoleh pada tahun ke
satu dengan cara dicampur dalam skala penuh menggunakan alat pencampur
mekanis. Akan tetapi pemadatannya masih menggunakan alat Marshall.
2) Mengetahui karakteristik cancangan campuran yang diperoleh pada tahun ke
satu dengan cara dicampur dalam skala penuh dan dihampar di lapangan serta
dipadatkan dengan mesin gilas roda tiga.
3) Menetapkan rancangan campuran aspal dingin dengan filler semen yang
dalam waktu yang cepat stabilitasnya dapat memenuhi persyaratan campuran
aspal panas yang biasa di gunakan di proyek jalan oleh pemerintah.
Untuk mencapai tujuan-tujuan tersebut rancangan campuran yang
diperoleh pada tahun ke satu diuji lagi di laboratorium akan tetapi
pencampurannya dengan menggunakan mesin pencampur. Berdasar penelitian di
laboratorium pada tahun ke dua ini ditetapkan rancangan campuran kerja yang
akan diuji dengan skala penuh di lapangan. Hasil penghamparan dengan skala
penuh ini kembali diuji karakteristiknya. Jika ternyata hasilnya memenuhi
spesifikasi campuran aspal dingin dan stabilitasnya memenuhi spesifikasi
campuran aspal panas, maka rancangan campuran kerja secara definitif
dinyatakan layak untuk menggantikan campuran aspal panas yang biasa
digunakan pada proyek-proyek jalan di Indonesia.
Berdasar penelitian yang dilakukan pada tahun ke dua ini diperoleh
kesimpulan sebagai berikut :
1) Rancangan campuran DGEM yang dicampur dilapangan dengan mesin
pencampur (molen) mempunyai karakteristik dry bulk density = 1,83 kg/cm3,
stabilitas= 786 kg, kenaikan stabilitas setelah perendaman 4 hari = 72,58 %,
Marshall quotient = 3,9 kN/mm dan kadar rongga udara = 24,27 %.
2) DGEM yang telah dihampar dan dipadatkan dengan mesin gilas roda tiga di
lapangan mempunyai karakteristik dry bulk density =1,88 kg/cm3, stabilitas =
1.555 kg, Marshall quotient = 4,1 kN/mm dan kadar rongga udara = 22,24 %.
3) Mengingat stabilitas DGEM dan Marshall quotient yang dipadatkan di
laboratorium dengan alat Marshall maupun dipadatkan dilapangan dengan
mesin gilas dapat memenuhi persyaratan untuk campuran aspal panas (ATB
dan AC), maka rancangan campuran kerja DGEM dengan kadar aspal emulsi
9,8 % dan filler semen 3 % dapat digunakan sebagai bahan perkerasan seperti
halnya campuran aspal panas yang mempunyai sifat cepat stabil.
Sebagai tindak lanjut dari penelitian ini disarankan :
1) Penggunaan filler semen sebesar 3 % pada campuran aspal dingin gradasi
rapat (DGEM) dapat digunakan untuk pekerjaan pelapisan ulang, karena
stabilitas yang dicapainya pada umur 1 hari dan setelah direndam 4 hari
memenuhi syarat spesifikasi campuran panas sehingga setelah pekerjaan
selesai lalu lintas bisa segera dibuka kembali.
2) Pada pelaksanaan dilapangan pelaksana diharapkan betul-betul mematuhi
rancangan campuran kerja yang telah dibuat, antara lain kadar air optimum
pencampuran dan pemadatan, kadar aspal emulsi optimum dan kadar filler
semen yang digunakan.
3) Perlu di teliti campuran aspal emulsi bergradasi terbuka (OGEM) dengan
menggunakan filler semen, karena OGEM diharapkan dapat menampung
aspal emulsi lebih banyak sehingga jika sebagian aspal emulsi diserap oleh
semen, masih cukup tersedia residu aspal emulsi sebagai bahan pengikat.
SUMMARY
Cold Asphalt mixture by using emulsion asphalt as binder have many
advantages, for example ready for use, environmental friendliness and it can use
simple machine during construction like pan mixer or concrete mixer so that the
work can be executed by local contractor which is generally does not have heavy
equipment. However, most of projects in Indonesia that tried cold asphalt mixture
have failed of not satisfy. The Weakness of cold asphalt mixture are the stability
generally lower when compared to hot asphalt mixture and at the moment
finishing of compaction the pavement relative unstable, so that for the work of
pavement overlay is not suitable. The reason is traffic have to remain opened in
pavement overlay project.
Research using cement filler in cold asphalt mixture take place during 2
year. The first year of research was conducted in laboratory with aim to get
economic mixture design but still meet the required specification. Research at
second year is trial paving at site to examine the mixture design was obtained at
first year research. The general purpose of using of cement filler in cold asphalt
mixture are to accelerate and increase the mixture stability. Type of cold asphalt
mixture that is examined in this research is dense graded emulsion mixture
(DGEM).
At the second year, the research have the following specific objectives :
1) To investigate the characteristic of mixture design was obtained in the first
year but
by mixing
in full scale by mechanical mixer. However the
compaction of sample use Marshall apparatus.
2) To know the characteristic of mixture design was obtained in the first year
after mixing by mechanical mixer, spread and compacted by three wheel
roller.
3) Identify cold asphalt mixture design using filler cement that in the early time
have stability equal to hot asphalt mixture stability usually used in road
project by government.
In order to reach the research objectives, the mixture design was
obtained in the first year retested in laboratory to investigate the mixture
characteristic. However the mixing of asphalt an aggregate by using mechanical
mixer. Based on laboratory research in the second year, it is specified job mixing
formula that will be tested in full scale on site. Result of trial paving than tested
to know the characteristic. If
the mixture characteristic meet with the
specification of cold asphalt mixture and the stability equal or greater than
stability in the specification of hot asphalt mixture, hence the job mixing formula
can be definitively expressed to replace hot asphalt mixture which usualy use at
road projects in Indonesia.
Based on research conducted in the second year, it was obtained the
following conclusions :
1) Mixture design of DGEM
mixed with
mechanical mixer have the
characteristic of dry density bulk = 1,83 gr / cm3, stability= 786 kg,
increasing of stability after 4 days soaking = 72,58 %, Marshall quotient = 3,9
kN /mm an air void in mixture= 24,27 %.
2) DGEM have been spread and compacted by three wheel roller on site have
the characteristics of dry bulk density = 1,88 gr / cm3, stability = 1.555 kg,
Marshall quotient = 4,1 kN /mm and air void = 22,24
3) Base on stability and Marshall quotient of DGEM is compacted at laboratory
by means of Marshall equipment and compacted on site by three wheel roller
meet the specification of hot asphalt mixture( ATB and AC), hence job
mixture formula of DGEM with 9,8 % emulsion asphalt content and cement
filler 3 % can be used as pavement material like hot asphalt mixture which
have early stable characteristic.
As the follow-up of this research, it is suggested :
1) Using of cement filler 3 % to dense graded emulsion mixture ( DGEM) can
be used for the work of pavement overlay, because stability at 1 day and after
4 days soaking are meet the standard specification for hot mixture.
2) During construction period the field supervisor is expected really follow the
mixture design have been made. For example, the optimum water content of
mixing and compaction,
optimum asphalt emulsion content and rate of
cement filler should be controlled during construction.
3) It is necessary to do further research for open graded emulsion mixture (
OGEM) by using cement filler, because OGEM expected can accommodate
more emulsion asphalt so that if some of emulsion asphalt is absorbed by
cement, it is still available of asphalt residue act as binder material.
PRAKATA
Assalamu’alaikum wr.wb.
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT atas perkenan Nya
laporan penelitian yang berjudul “Percepatan dan Penambahan Stabilitas
Campuran Aspal Dingin Dengan Filler Semen” dapat diselesaikan. Penelitian
ini bertujuan untuk mencari rancangan campuran aspal dingin dengan filler semen
yang mempunyai stabilitas lebih tinggi dan lebih cepat pencapaian stabilitas
maksimumnya jika dibandingkan dengan campuran aspal dingin tanpa
menggunakan filler semen. Campuran aspal dingin yang diteliti adalah Campuran
Aspal Emulsi Gradasi Rapat (Dense Graded Emulsion Mix).
Laporan penelitian tahun ke 2 merupakan laporan akhir penelitian yang
kami lakukan, sehingga untuk itu selaku peneliti kami ucapkan terimakasih yang
sebesar-besarnya kepada :
1. Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional yang
telah berkenan membiayai penelitian ini lewat program penelitian hibah
bersaing.
2. Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat UMS yang telah
memfasilitasi segala keperluan dan kelengkapan sejak pengajuan proposal
sampai tersusunnya laporan ini.
3. Laboratorium Jalan Raya Jurusan Teknik Sipil FT-UMS yang telah
menyediakan semua peralatan dan tenaga teknisi sehingga penelitian ini biasa
berjalan dengan lancar.
4. PT. Hutama Prima selaku produsen aspal emulsi di Indonesia yang telah
membantu menyediakan aspal emulsi untuk pelaksanaan penelitian ini.
5. CV. Mumpuni Kartasura yang telah berkenan meminjamkan Molen serta
Mesin Gilas Roda Tiga.
6. Kepala
Desa
Gumpang
yang
telah
berkenan
memberikan
penghamparan bahan campuran aspal dingin yang kami teliti.
lokasi
7. Semua pihak yang secara langsung maupun tidak langsung telah ikut
memberikan bantuannya sehingga penelitian ini berlangsung dengan lancar.
Akhirnya kami harapkan semoga hasil penelitian ini dapat memberikan
sumbangan pemikiran kepada para pelaksana pekerjaan jalan raya, terutama yang
berkaitan dengan pekerjaan campuran aspal dingin. Tak lupa segala macam kritik
dan saran demi sempurnanya laporan penelitian ini selalu kami harapkan.
Wassalamu’alaikum wr.wb.
Surakarta, Oktober 2008
Tim Peneliti
DAFTAR ISI
halaman
HALAMAN PENGESAHAN
i
RINGKASAN DAN SUMMARY
ii
PRAKATA
vii
DAFTAR ISI
ix
DAFTAR TABEL
xi
DAFTAR GAMBAR
xii
DAFTAR LAMPIRAN
xiii
BAB I.
BAB II.
BAB III.
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
1.2.Perumusan Masalah
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.Aspal Emulsi
2.2.Klasifikasi Aspal Emulsi
2.3.Kandungan Aspal Emulsi
2.4.Perancangan Campuran Aspal Emulsi
2.5.Pengaruh Penyimpanan terhadap Karakteristik Campuran
Aspal Dingin
2.6.Penggunaan Bahan Tambah pada Aspal Emulsi
TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
3.1.Tujuan Penelitian
3.2.Manfaat Penelitian
1
1
3
4
4
5
7
8
9
12
15
15
15
halaman
BAB IV.
BAB V.
METODE PENELITIAN
4.1.Percobaan penghamparan campuran aspal dingin
4.2. Pengujian Karakteristik Campuran Aspal Dingin dengan
Alat Marshall
4.3. Pengujian Kadar Residu Aspal Dengan Extraction
Apparatus
4.4. Pengujian Karakteristik Perkerasan Aspal
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
16
16
17
21
24
25
25
5.1. Percobaan Pencampuran di Laboratorium
BAB VI. 5.2. Percobaan Penghamparan di Lapangan
KESIMPULAN DAN SARAN
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
32
39
41
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Lampiran 2
Lampiran 3
Lampiran 4
Lampiran 5
Lampiran 6
Rancangan campuran kerja
Hasil pengujian campuran DGEM kadar filler semen 4,5 %
Hasil pengujian campuran DGEM kadar filler semen 3 %
Hasil pengujian campuran DGEM di lapangan
Hasil pengujian sampel hasil Core Drill di lapangan
Hasil pengujian kadar residu aspal
DAFTAR TABEL
halaman
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
5.1.
Tabel 5.2.
Tabel 5.3.
Tabel 5.4.
Tabel 5.5.
Tabel 5.6.
Tabel 5.7.
Tabel 5.8.
Bahan campuran aspal dingin gradasi terbuka
Bahan campuran aspal dingin gradasi tertutup
Persyaratan karakteristik campuran aspal panas
Komposisi-komposisi dalam semen
Hasil pengujian campuran aspal dingin dengan alat Marshall
Rancangan campuran aspal dingin dengan kadar filler semen
4,5 % untuk pengujian skala penuh di laboratorium
Hasil pengujian benda uji dengan kadar filler semen 4,5 %.
Rancangan campuran aspal dingin dengan kadar filler semen
3 % untuk pengujian skala penuh di laboratorium
Hasil pengujian benda uji dengan kadar filler semen 3 %
Rancangan campuran berdasar volume untuk pekerjaan di
lapangan
Hasil pengujian benda uji untuk pencampuran di lapangan
Hasil pengujian benda uji DGEM yang telah dihampar di
lapangan
Persentase karakteristik DGEM di lapangan terhadap
karakteristik DGEM di laboratorium
9
10
11
12
13
26
29
30
31
33
35
37
38
DAFTAR GAMBAR
halaman
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
Gambar 4.1.
Gambar 4.2.
Gambar 5.1.
Gambar 5.2.
Gambar 5.3.
Gambar 5.4.
Gambar 5.5.
Gambar 5.6.
Gambar 5.7.
Gambar 5.8.
Gambar 5.9.
Gambar 5.10.
Aspal emulsi (Holleran & Reed, 1996)
Skema pembuatan aspal emulsi (Holleran & Reed, 1996)
Aspal emulsi anionik (Holleran & Reed, 1996)
Aspal emulsi kationik (Holleran & Reed, 1996)
Hubungan antara kadar filler dan stabilitas campuran aspal
dingin
Bagan alir penelitian thaun ke 1
Extraction apparatus
Pencampuran campuran aspal dingin dengan molen di
laboratorium
Pemadatan benda uji dengan penumbuk alat Marshall
Benda uji setelah pemadatan sebelum dikeluarkan dari
cetakan
Pengujian stabilitas dan kelelehan benda uji dengan alat
Marshall
Hubungan antar umur DGEM dan stabilitas
Bahan-bahan dalam ember siap dimasukkan ke molen
Penuangan campuran aspal dingin yang telah merata
Penghamparan DGEM dengan tenaga manusia
Pemadatan DGEM dengan mesin gilas roda tiga
Pengambilan sampel perkerasan aspal dengan mesin bor
(Core Drill).
4
5
5
6
14
17
22
24
27
27
28
31
32
34
36
36
37
RINGKASAN
Campuran aspal dingin dengan menggunakan perekat aspal emulsi
sebetulnya mempunyai banyak keuntungan antara lain siap pakai, ramah lingkungan
dan dapat meggunakan alat-alat sederhana seperti pan mixer atau beton molen
sehingga dapat dilaksanakan oleh kontraktor lokal
yang merupakan pengusaha
golongan ekonomi lemah. Akan tetapi banyak proyek jalan di Indonesia yang
mencoba campuran aspal dingin banyak mengalami kegagalan atau hasilnya masih
kurang memuaskan. Kelemahan dari campuran aspal dingin adalah stabilitasnya yang
relatif rendah bila dibandingkan dengan campuran aspal panas dan saat selesai
dipadatkan campuran relatif masih goyang sehingga untuk pekerjaan pelapisan ulang
jalan lama kurang layak karena lalu-lintas harus tetap dibuka.
Penelitian penggunaan filler semen pada campuran aspal dingin ini
berlangsung selama 2 tahun. Tahun pertama merupakan penelitian di laboratorium
yang bertujuan untuk mendapatkan rancangan campuran yang paling ekonomis tetapi
masih memenuhi spesifikasi. Sedang penelitian tahun ke dua merupakan percobaan
penghamparan campuran aspal dingin di lapangan untuk menguji rancangan
campuran yang di peroleh pada tahun pertama. Penggunaan filler semen pada
campuran aspal dingin ini secara garis besar bertujuan untuk mempercepat dan
meningkatkan stabilitas campuran aspal dingin. Campuran aspal dingin yang diteliti
adalah dari jenis campuran aspal emulsi bergradasi rapat ( dense graded emulsion
mix) atau sering disingkat dengan nama DGEM.
Khusus pada tahun ke dua ini penelitian mempunyai tujuan-tujuan sebagai
berikut :
1) Mengetahui karakteristik rancangan campuran yang diperoleh pada tahun ke satu
dengan cara dicampur dalam skala penuh menggunakan alat pencampur mekanis.
Akan tetapi pemadatannya masih menggunakan alat Marshall.
1
2) Mengetahui karakteristik cancangan campuran yang diperoleh pada tahun ke satu
dengan cara dicampur dalam skala penuh dan dihampar di lapangan serta
dipadatkan dengan mesin gilas roda tiga.
3) Menetapkan rancangan campuran aspal dingin dengan filler semen yang dalam
waktu yang cepat stabilitasnya dapat memenuhi persyaratan campuran aspal
panas yang biasa di gunakan di proyek jalan oleh pemerintah.
Untuk mencapai tujuan-tujuan tersebut rancangan campuran yang diperoleh
pada tahun ke satu diuji lagi di laboratorium akan tetapi pencampurannya dengan
menggunakan mesin pencampur. Berdasar penelitian di laboratorium pada tahun ke
dua ini ditetapkan rancangan campuran kerja yang akan diuji dengan skala penuh di
lapangan. Hasil penghamparan dengan skala penuh ini kembali diuji karakteristiknya.
Jika ternyata hasilnya memenuhi spesifikasi campuran aspal dingin dan stabilitasnya
memenuhi spesifikasi campuran aspal panas, maka rancangan campuran kerja secara
definitif dinyatakan layak untuk menggantikan campuran aspal panas yang biasa
digunakan pada proyek-proyek jalan di Indonesia.
Berdasar penelitian yang dilakukan pada tahun ke dua ini diperoleh
kesimpulan sebagai berikut :
1) Rancangan campuran DGEM yang dicampur dilapangan dengan mesin
pencampur (molen) mempunyai karakteristik dry bulk density = 1,83 kg/cm3,
stabilitas= 786 kg, kenaikan stabilitas setelah perendaman 4 hari = 72,58 %,
Marshall quotient = 3,9 kN/mm dan kadar rongga udara = 24,27 %.
2) DGEM yang telah dihampar dan dipadatkan dengan mesin gilas roda tiga di
lapangan mempunyai karakteristik dry bulk density =1,88 kg/cm3, stabilitas =
1.555 kg, Marshall quotient = 4,1 kN/mm dan kadar rongga udara = 22,24 %.
3) Mengingat stabilitas DGEM dan Marshall quotient yang dipadatkan di
laboratorium dengan alat Marshall maupun dipadatkan dilapangan dengan mesin
gilas dapat memenuhi persyaratan untuk campuran aspal panas (ATB dan AC),
maka rancangan campuran kerja DGEM dengan kadar aspal emulsi 9,8 % dan
2
filler semen 3 % dapat digunakan sebagai bahan perkerasan seperti halnya
campuran aspal panas yang mempunyai sifat cepat stabil.
Sebagai tindak lanjut dari penelitian ini disarankan :
1) Penggunaan filler semen sebesar 3 % pada campuran aspal dingin gradasi rapat
(DGEM) dapat digunakan untuk pekerjaan pelapisan ulang, karena stabilitas yang
dicapainya pada umur 1 hari dan setelah direndam 4 hari memenuhi syarat
spesifikasi campuran panas sehingga setelah pekerjaan selesai lalu lintas bisa
segera dibuka kembali.
2) Pada pelaksanaan dilapangan pelaksana diharapkan betul-betul mematuhi
rancangan campuran kerja yang telah dibuat, antara lain kadar air optimum
pencampuran dan pemadatan, kadar aspal emulsi optimum dan kadar filler semen
yang digunakan.
3) Perlu di teliti campuran aspal emulsi bergradasi terbuka (OGEM) dengan
menggunakan filler semen, karena OGEM diharapkan dapat menampung aspal
emulsi lebih banyak sehingga jika sebagian aspal emulsi diserap oleh semen,
masih cukup tersedia residu aspal emulsi sebagai bahan pengikat.
3
SUMMARY
Cold Asphalt mixture by using emulsion asphalt as binder have many
advantages, for example ready for use, environmental friendliness and it can use
simple machine during construction like pan mixer or concrete mixer so that the
work can be executed by local contractor which is generally does not have heavy
equipment. However, most of projects in Indonesia that tried cold asphalt mixture
have failed of not satisfy. The Weakness of cold asphalt mixture are the stability
generally lower when compared to hot asphalt mixture and at the moment finishing of
compaction the pavement relative unstable, so that for the work of pavement overlay
is not suitable. The reason is traffic have to remain opened in pavement overlay
project.
Research using cement filler in cold asphalt mixture take place during 2
year. The first year of research was conducted in laboratory with aim to get economic
mixture design but still meet the required specification. Research at second year is
trial paving at site to examine the mixture design was obtained at first year research.
The general purpose of using of cement filler in cold asphalt mixture are to accelerate
and increase the mixture stability. Type of cold asphalt mixture that is examined in
this research is dense graded emulsion mixture (DGEM).
At the second year, the research have the following specific objectives :
1) To investigate the characteristic of mixture design was obtained in the first year
but by mixing in full scale by mechanical mixer. However the compaction of
sample use Marshall apparatus.
2) To know the characteristic of mixture design was obtained in the first year after
mixing by mechanical mixer, spread and compacted by three wheel roller.
3) Identify cold asphalt mixture design using filler cement that in the early time
have stability equal to hot asphalt mixture stability usually used in road project
by government.
4
In order to reach the research objectives, the mixture design was obtained in
the first year retested in laboratory to investigate the mixture characteristic. However
the mixing of asphalt an aggregate by using mechanical mixer. Based on laboratory
research in the second year, it is specified job mixing formula that will be tested in
full scale on site. Result of trial paving than tested to know the characteristic. If the
mixture characteristic meet with the specification of cold asphalt mixture and the
stability equal or greater than stability in the specification of hot asphalt mixture,
hence the job mixing formula can be definitively expressed to replace hot asphalt
mixture which usualy use at road projects in Indonesia.
Based on research conducted in the second year, it was obtained the
following conclusions :
1) Mixture design of DGEM mixed with mechanical mixer have the characteristic
of dry density bulk = 1,83 gr / cm3, stability= 786 kg, increasing of stability after
4 days soaking = 72,58 %, Marshall quotient = 3,9 kN /mm an air void in
mixture= 24,27 %.
2) DGEM have been spread and compacted by three wheel roller on site have the
characteristics of dry bulk density = 1,88 gr / cm3, stability = 1.555 kg, Marshall
quotient = 4,1 kN /mm and air void = 22,24
3) Base on stability and Marshall quotient of DGEM is compacted at laboratory by
means of Marshall equipment and compacted on site by three wheel roller meet
the specification
of hot asphalt mixture( ATB and AC), hence job mixture
formula of DGEM with 9,8 % emulsion asphalt content and cement filler 3 %
can be used as pavement material like hot asphalt mixture which have early
stable characteristic.
As the follow-up of this research, it is suggested :
1) Using of cement filler 3 % to dense graded emulsion mixture ( DGEM) can be
used for the work of pavement overlay, because stability at 1 day and after 4 days
soaking are meet the standard specification for hot mixture.
5
2) During construction period the field supervisor is expected really follow the
mixture design have been made. For example, the optimum water content of
mixing and compaction, optimum asphalt emulsion content and rate of cement
filler should be controlled during construction.
3) It is necessary to do further research for open graded emulsion mixture ( OGEM)
by using cement filler, because OGEM expected can accommodate more
emulsion asphalt so that if some of emulsion asphalt is absorbed by cement, it is
still available of asphalt residue act as binder material.
6
1.1. Latar Belakang
Jalan raya dengan perkerasan aspal merupakan sebagian besar
prasarana transportasi di Indonesia. Kondisi jalan raya tersebut saat ini sekitar 50
% mengalami kerusakan. Dengan kenaikan harga bahan bakar minyak yang
hampir 100 %, maka pemeliharaan jalan menjadi sangat berat. Hal ini terutama
banyak dirasakan oleh pemerintah daerah
Kabupaten. Dengan
tingkat II yang mengelola jalan
biaya pemeliharaan jalan yang tinggi, maka banyak
pemerintah daerah yang belum sempat menangani kerusakan jalan yang ada
kerusakannya sudah semakin meluas. Hal ini dapat dilihat di surat kabar yang
sangat sering menampilkan gambar-gambar kondisi jalan yang rusak .
Sebagian besar jalan di Indonesia dibuat dengan menggunakan perekat
aspal semen yang pencampurannya memerlukan pemanasan untuk mencairkan
aspal tersebut agar mudah dicampur dengan agregat atau lebih dikenal dengan
istilah campuran panas. Untuk membuat campuran aspal panas diperlukan Asphalt
Mixing Plant (AMP). Untuk pekerjaan-pekerjaan pemeliharaan yang kebutuhan
bahannya tidak terlalu besar penggunaan AMP menjadi tidak efisien. Penggunaan
AMP memerlukan bahan bakar minyak yang banyak, sementara bahan bakar
minyak saat ini terhitung mahal di Indonesia. Keberadaan AMP di Indonesia saat
ini masih sangat jarang, sehingga lokasi pemeliharaan kadang-kadang sangat jauh
dari lokasi AMP yang mengakibatkan campuran aspal panas sudah dingin saat
sampai di lokasi pekerjaan sehingga kualitasnya menjadi kurang baik.
Penggunaan campuran dingin dengan menggunakan aspal emulsi saat
ini belum banyak dikenal oleh para pelaku jasa konstruksi jalan di Indonesia.
Padahal campuran aspal dingin dengan aspal emulsi mempunyai beberapa
keuntungan antara lain :
1) Aspal emulsi tidak perlu dibakar atau dipanaskan sebab bentuknya sudah
cair , dingin dan siap pakai.
2) Tidak menimbulkan polusi serta ramah lingkungan.
1
3) Campuran dapat disimpan sampai beberapa hari (+5hari) sebelum
dihamparkan sehingga jadwal pelaksanaan proyek lebih efektif.
4) Dapat meggunakan alat-alat sederhana seperti pan mixer atau beton molen
sehingga dapat dilaksanakan oleh kontraktor lokal
yang merupakan
pengusaha golongan ekonomi lemah.
Walaupun mempunyai banyak keuntungan bila dibandingkan dengan
campuran asal panas, tetapi karena minimnya penguasaan teknologi campuran
aspal dingin kegagalan banyak terjadi pada proyek yang mencoba menggunakan
campuran dingin. Sebagai contoh di kota Surakarta campuran aspal dingin telah
dicoba dilaksanakan di Jalan Hasanudin dan Jalan Rumah Sakit Jiwa. Sebagai
bahan perekat batuan digunakan aspal emulsi jenis Cationic Medium Setting
(CMS2). Hasil yang diperoleh terlihat kurang memuaskan. Dalam jangka waktu
yang pendek perkerasan terlihat seperti kurang mengandung aspal sehingga masih
sangat lemah stabilitasnya. Padahal lalulintas tidak boleh ditutup, sehingga dalam
kondisi perkerasan yang masih rendah stabilitasnya, perkerasan terpaksa menahan
beban lalulintas yang lewat pada ke dua jalan tersebut. Akibat kenampakannya
yang kurang baik dalam jangka waktu dekat, proyek pelapisan ulang dengan
campuran aspal dingin pada Jalan Rumah Sakit Jiwa Surakarta mendapat protes
dari warga setempat karena dianggap kualitasnya sangat rendah (Suara Merdeka,
11 Desember 2004).
Dari hasil pekerjaan penghamparan lapisan OGEM di Cilacap tahun
2000, diperoleh hasil bahwa setelah dipadatkan campuran OGEM masih relatif
goyang atau tidak stabil ( Hutama Prima, 2000). Kestabilan OGEM baru tecapai
setelah usia 1-2 bulan setelah penghamparan. Lalulintas yang lewat diharapkan
akan mempercepat penguapan dan kestabilan. Tetapi yang terjadi dapat
sebaliknya, karena campuran belum stabil maka beban lalulintas akan merusak
campuran aspal dingin yang telah dihamparkan. Campuran aspal dingin yang
belum stabil tidak kuat mendukung beban lalulintas yang ada, sedangkan pada
pekerjaan pemeliharaan kondisi lalulintas harus tetap jalan.
Kegagalan-kegagalan pada campuran aspal dingin banyak disebabkan
oleh kurang mengertinya pelaksana akan aspal emulsi. Pada aspal emulsi, aspal
2
yang efektif (residu aspal) yang berfungsi sebagai perekat hanya sekitar 60 %
sedangkan yang 40 % berupa air yang diharapkan akan menguap seiring dengan
waktu karena lintasan roda kendaraan atau suhu udara yang panas. Hal ini seperti
yang terjadi pada proyek jalan Hasanudin dan Rumah Sakit Jiwa di Surakarta
yang ternyata kadar aspal efektifnya setelah diuji diaboratorium rata-rata hanya 4
% ( Widodo, 2004). Selain itu residu aspal emulsi yang digunakan mempunyai
nilai penetrasi yang tinggi sehingga stabilitasnya rendah. Seperti aspal emulsi
CMS-2 yang digunakan untuk DGEM dan OGEM residunya mempunyai
penetrasi antara 100-250. Hal ini jauh diatas aspal semen yang digunakan untuk
campuran aspal panas yang penetrasinya berkisar antara 60-100.
Dari berbagai permasalahan yang terjadi dalam pelaksanaan, maka
penelitian penggunaaan filler semen untuk mempercepat stabilitas dan
meningkatkan stabilitas campuran aspal dingin sangat penting dilakukan. Semen
diharapkan dapat menarik air yang ada dalam aspal emulsi, sehingga residu aspal
yang terkandung dalam aspal emulsi dapat segera bereaksi dengan agregat.
Demikian pula reaksi antara semen dan air yang membentuk pasta semen akan
membantu perekatan antar agregat.
1.2. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut diatas permasalahan yang akan
diteliti berkaitan dengan penggunaan filler semen dalam campuran aspal dingin
pada tahun ke dua ini adalah sebagai berikut :
1) Sejauh mana perubahan karakteristik rancangan campuran yang diperoleh
pada tahun ke satu jika dicampur dalam skala besar di laboratorium, akan
tetapi pemadatannya masih menggunakan alat Marshall.
2) Sejauh mana perubahan karakteristik rancangan campuran aspal dingin jika
dihampar di lapangan dan dipadatkan dengan mesin gilas.
Campuran aspal dingin yang akan diteliti adalah Dense Graded Emulsion Mix
(DGEM) yang bahan pengikatnya adalah aspal emulsi jenis CSS-1.
3
DAFTAR PUSTAKA
Asphalt Institute, 1985, A Basic Asphalt Emulsion Manual, USA
Dinas Pekerjaan Umum Kota Surakarta, 2004, Dokumen Lelang Pekerjaan
Peningkatan Jalan Rumah Sakit Jiwa
Holleran, G., Reed, J., 1996, Asphalt Emulsions-Definition, Manufacture and
Usage, Monterrey Mexico.
Holleran,G ,1998, Analysis of Emulsion Stability and Asphalt Compatibility, USA
Holleran, G., 2002, The Use Of Polymer Modification In Slurry Surfacings,,
Monterrey Mexico
Hutama Prima, PT, 2002, Perencanaan Campuran Aspal Emulsi Bergradasi
Rapat (Dense Graded Emulsion/DGEM), Cilacap
Mulyono, A.T., 2000, Pengaruh Lama Penyimpanan Terhadap Karakteristik
DGEM Batu Andesit dan DGEM Batu Kapur, PAU Ilmu Teknik UGM
Neville, A.M.and Brooks, J.J.,1987, Concrete Technology, Longman Group UK
Limited
Widodo, S., 2004, Analisis Hasil Pelaksanaan Cold Mix Jalan Hasanudin dan
Rumah Sakit Jiwa Kota Surakarta, Laboratorium Jalan Raya UMS
Widodo, S., 2006, Perancangan Campuran Aspal Dingin Menggunakan Aspal
Emulsi Rapid Setting, Lembaga Penelitian UMS
41
TEKNOLOGI
LAPORAN PENELITIAN HIBAH BERSAING TAHUN KE II
PERCEPATAN DAN PENAMBAHAN STABILITAS
CAMPURAN ASPAL DINGIN
DENGAN FILLER SEMEN
Oleh :
Ir. Sri Widodo,MT
Ir. Agus Riyanto, MT
DIBIAYAI OLEH Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi
Departemen Pendidikan Nasional
Sesuai dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Hibah Penelitian
Nomor : 188/SP2H/PP/DP2M/III/2008, tanggal 06 Maret 2008
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
OKTOBER 2008
RINGKASAN
Campuran aspal dingin dengan menggunakan perekat aspal emulsi
sebetulnya mempunyai banyak keuntungan antara lain siap pakai,
ramah
lingkungan dan dapat meggunakan alat-alat sederhana seperti pan mixer atau
beton molen sehingga dapat dilaksanakan oleh kontraktor lokal yang merupakan
pengusaha golongan ekonomi lemah. Akan tetapi banyak proyek jalan di
Indonesia yang mencoba campuran aspal dingin banyak mengalami kegagalan
atau hasilnya masih kurang memuaskan. Kelemahan dari campuran aspal dingin
adalah stabilitasnya yang relatif rendah bila dibandingkan dengan campuran aspal
panas dan saat selesai dipadatkan campuran relatif masih goyang sehingga untuk
pekerjaan pelapisan ulang jalan lama kurang layak karena lalu-lintas harus tetap
dibuka.
Penelitian penggunaan filler semen pada campuran aspal dingin ini
berlangsung selama 2 tahun. Tahun pertama merupakan penelitian di laboratorium
yang bertujuan untuk mendapatkan rancangan campuran yang paling ekonomis
tetapi masih memenuhi spesifikasi. Sedang penelitian tahun ke dua merupakan
percobaan penghamparan campuran aspal dingin di lapangan untuk menguji
rancangan campuran yang di peroleh pada tahun pertama. Penggunaan filler
semen pada campuran aspal dingin ini secara garis besar bertujuan untuk
mempercepat dan meningkatkan stabilitas campuran aspal dingin. Campuran aspal
dingin yang diteliti adalah dari jenis campuran aspal emulsi bergradasi rapat (
dense graded emulsion mix) atau sering disingkat dengan nama DGEM.
Khusus pada tahun ke dua ini penelitian mempunyai tujuan-tujuan
sebagai berikut :
1) Mengetahui karakteristik rancangan campuran yang diperoleh pada tahun ke
satu dengan cara dicampur dalam skala penuh menggunakan alat pencampur
mekanis. Akan tetapi pemadatannya masih menggunakan alat Marshall.
2) Mengetahui karakteristik cancangan campuran yang diperoleh pada tahun ke
satu dengan cara dicampur dalam skala penuh dan dihampar di lapangan serta
dipadatkan dengan mesin gilas roda tiga.
3) Menetapkan rancangan campuran aspal dingin dengan filler semen yang
dalam waktu yang cepat stabilitasnya dapat memenuhi persyaratan campuran
aspal panas yang biasa di gunakan di proyek jalan oleh pemerintah.
Untuk mencapai tujuan-tujuan tersebut rancangan campuran yang
diperoleh pada tahun ke satu diuji lagi di laboratorium akan tetapi
pencampurannya dengan menggunakan mesin pencampur. Berdasar penelitian di
laboratorium pada tahun ke dua ini ditetapkan rancangan campuran kerja yang
akan diuji dengan skala penuh di lapangan. Hasil penghamparan dengan skala
penuh ini kembali diuji karakteristiknya. Jika ternyata hasilnya memenuhi
spesifikasi campuran aspal dingin dan stabilitasnya memenuhi spesifikasi
campuran aspal panas, maka rancangan campuran kerja secara definitif
dinyatakan layak untuk menggantikan campuran aspal panas yang biasa
digunakan pada proyek-proyek jalan di Indonesia.
Berdasar penelitian yang dilakukan pada tahun ke dua ini diperoleh
kesimpulan sebagai berikut :
1) Rancangan campuran DGEM yang dicampur dilapangan dengan mesin
pencampur (molen) mempunyai karakteristik dry bulk density = 1,83 kg/cm3,
stabilitas= 786 kg, kenaikan stabilitas setelah perendaman 4 hari = 72,58 %,
Marshall quotient = 3,9 kN/mm dan kadar rongga udara = 24,27 %.
2) DGEM yang telah dihampar dan dipadatkan dengan mesin gilas roda tiga di
lapangan mempunyai karakteristik dry bulk density =1,88 kg/cm3, stabilitas =
1.555 kg, Marshall quotient = 4,1 kN/mm dan kadar rongga udara = 22,24 %.
3) Mengingat stabilitas DGEM dan Marshall quotient yang dipadatkan di
laboratorium dengan alat Marshall maupun dipadatkan dilapangan dengan
mesin gilas dapat memenuhi persyaratan untuk campuran aspal panas (ATB
dan AC), maka rancangan campuran kerja DGEM dengan kadar aspal emulsi
9,8 % dan filler semen 3 % dapat digunakan sebagai bahan perkerasan seperti
halnya campuran aspal panas yang mempunyai sifat cepat stabil.
Sebagai tindak lanjut dari penelitian ini disarankan :
1) Penggunaan filler semen sebesar 3 % pada campuran aspal dingin gradasi
rapat (DGEM) dapat digunakan untuk pekerjaan pelapisan ulang, karena
stabilitas yang dicapainya pada umur 1 hari dan setelah direndam 4 hari
memenuhi syarat spesifikasi campuran panas sehingga setelah pekerjaan
selesai lalu lintas bisa segera dibuka kembali.
2) Pada pelaksanaan dilapangan pelaksana diharapkan betul-betul mematuhi
rancangan campuran kerja yang telah dibuat, antara lain kadar air optimum
pencampuran dan pemadatan, kadar aspal emulsi optimum dan kadar filler
semen yang digunakan.
3) Perlu di teliti campuran aspal emulsi bergradasi terbuka (OGEM) dengan
menggunakan filler semen, karena OGEM diharapkan dapat menampung
aspal emulsi lebih banyak sehingga jika sebagian aspal emulsi diserap oleh
semen, masih cukup tersedia residu aspal emulsi sebagai bahan pengikat.
SUMMARY
Cold Asphalt mixture by using emulsion asphalt as binder have many
advantages, for example ready for use, environmental friendliness and it can use
simple machine during construction like pan mixer or concrete mixer so that the
work can be executed by local contractor which is generally does not have heavy
equipment. However, most of projects in Indonesia that tried cold asphalt mixture
have failed of not satisfy. The Weakness of cold asphalt mixture are the stability
generally lower when compared to hot asphalt mixture and at the moment
finishing of compaction the pavement relative unstable, so that for the work of
pavement overlay is not suitable. The reason is traffic have to remain opened in
pavement overlay project.
Research using cement filler in cold asphalt mixture take place during 2
year. The first year of research was conducted in laboratory with aim to get
economic mixture design but still meet the required specification. Research at
second year is trial paving at site to examine the mixture design was obtained at
first year research. The general purpose of using of cement filler in cold asphalt
mixture are to accelerate and increase the mixture stability. Type of cold asphalt
mixture that is examined in this research is dense graded emulsion mixture
(DGEM).
At the second year, the research have the following specific objectives :
1) To investigate the characteristic of mixture design was obtained in the first
year but
by mixing
in full scale by mechanical mixer. However the
compaction of sample use Marshall apparatus.
2) To know the characteristic of mixture design was obtained in the first year
after mixing by mechanical mixer, spread and compacted by three wheel
roller.
3) Identify cold asphalt mixture design using filler cement that in the early time
have stability equal to hot asphalt mixture stability usually used in road
project by government.
In order to reach the research objectives, the mixture design was
obtained in the first year retested in laboratory to investigate the mixture
characteristic. However the mixing of asphalt an aggregate by using mechanical
mixer. Based on laboratory research in the second year, it is specified job mixing
formula that will be tested in full scale on site. Result of trial paving than tested
to know the characteristic. If
the mixture characteristic meet with the
specification of cold asphalt mixture and the stability equal or greater than
stability in the specification of hot asphalt mixture, hence the job mixing formula
can be definitively expressed to replace hot asphalt mixture which usualy use at
road projects in Indonesia.
Based on research conducted in the second year, it was obtained the
following conclusions :
1) Mixture design of DGEM
mixed with
mechanical mixer have the
characteristic of dry density bulk = 1,83 gr / cm3, stability= 786 kg,
increasing of stability after 4 days soaking = 72,58 %, Marshall quotient = 3,9
kN /mm an air void in mixture= 24,27 %.
2) DGEM have been spread and compacted by three wheel roller on site have
the characteristics of dry bulk density = 1,88 gr / cm3, stability = 1.555 kg,
Marshall quotient = 4,1 kN /mm and air void = 22,24
3) Base on stability and Marshall quotient of DGEM is compacted at laboratory
by means of Marshall equipment and compacted on site by three wheel roller
meet the specification of hot asphalt mixture( ATB and AC), hence job
mixture formula of DGEM with 9,8 % emulsion asphalt content and cement
filler 3 % can be used as pavement material like hot asphalt mixture which
have early stable characteristic.
As the follow-up of this research, it is suggested :
1) Using of cement filler 3 % to dense graded emulsion mixture ( DGEM) can
be used for the work of pavement overlay, because stability at 1 day and after
4 days soaking are meet the standard specification for hot mixture.
2) During construction period the field supervisor is expected really follow the
mixture design have been made. For example, the optimum water content of
mixing and compaction,
optimum asphalt emulsion content and rate of
cement filler should be controlled during construction.
3) It is necessary to do further research for open graded emulsion mixture (
OGEM) by using cement filler, because OGEM expected can accommodate
more emulsion asphalt so that if some of emulsion asphalt is absorbed by
cement, it is still available of asphalt residue act as binder material.
PRAKATA
Assalamu’alaikum wr.wb.
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT atas perkenan Nya
laporan penelitian yang berjudul “Percepatan dan Penambahan Stabilitas
Campuran Aspal Dingin Dengan Filler Semen” dapat diselesaikan. Penelitian
ini bertujuan untuk mencari rancangan campuran aspal dingin dengan filler semen
yang mempunyai stabilitas lebih tinggi dan lebih cepat pencapaian stabilitas
maksimumnya jika dibandingkan dengan campuran aspal dingin tanpa
menggunakan filler semen. Campuran aspal dingin yang diteliti adalah Campuran
Aspal Emulsi Gradasi Rapat (Dense Graded Emulsion Mix).
Laporan penelitian tahun ke 2 merupakan laporan akhir penelitian yang
kami lakukan, sehingga untuk itu selaku peneliti kami ucapkan terimakasih yang
sebesar-besarnya kepada :
1. Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional yang
telah berkenan membiayai penelitian ini lewat program penelitian hibah
bersaing.
2. Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat UMS yang telah
memfasilitasi segala keperluan dan kelengkapan sejak pengajuan proposal
sampai tersusunnya laporan ini.
3. Laboratorium Jalan Raya Jurusan Teknik Sipil FT-UMS yang telah
menyediakan semua peralatan dan tenaga teknisi sehingga penelitian ini biasa
berjalan dengan lancar.
4. PT. Hutama Prima selaku produsen aspal emulsi di Indonesia yang telah
membantu menyediakan aspal emulsi untuk pelaksanaan penelitian ini.
5. CV. Mumpuni Kartasura yang telah berkenan meminjamkan Molen serta
Mesin Gilas Roda Tiga.
6. Kepala
Desa
Gumpang
yang
telah
berkenan
memberikan
penghamparan bahan campuran aspal dingin yang kami teliti.
lokasi
7. Semua pihak yang secara langsung maupun tidak langsung telah ikut
memberikan bantuannya sehingga penelitian ini berlangsung dengan lancar.
Akhirnya kami harapkan semoga hasil penelitian ini dapat memberikan
sumbangan pemikiran kepada para pelaksana pekerjaan jalan raya, terutama yang
berkaitan dengan pekerjaan campuran aspal dingin. Tak lupa segala macam kritik
dan saran demi sempurnanya laporan penelitian ini selalu kami harapkan.
Wassalamu’alaikum wr.wb.
Surakarta, Oktober 2008
Tim Peneliti
DAFTAR ISI
halaman
HALAMAN PENGESAHAN
i
RINGKASAN DAN SUMMARY
ii
PRAKATA
vii
DAFTAR ISI
ix
DAFTAR TABEL
xi
DAFTAR GAMBAR
xii
DAFTAR LAMPIRAN
xiii
BAB I.
BAB II.
BAB III.
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
1.2.Perumusan Masalah
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.Aspal Emulsi
2.2.Klasifikasi Aspal Emulsi
2.3.Kandungan Aspal Emulsi
2.4.Perancangan Campuran Aspal Emulsi
2.5.Pengaruh Penyimpanan terhadap Karakteristik Campuran
Aspal Dingin
2.6.Penggunaan Bahan Tambah pada Aspal Emulsi
TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
3.1.Tujuan Penelitian
3.2.Manfaat Penelitian
1
1
3
4
4
5
7
8
9
12
15
15
15
halaman
BAB IV.
BAB V.
METODE PENELITIAN
4.1.Percobaan penghamparan campuran aspal dingin
4.2. Pengujian Karakteristik Campuran Aspal Dingin dengan
Alat Marshall
4.3. Pengujian Kadar Residu Aspal Dengan Extraction
Apparatus
4.4. Pengujian Karakteristik Perkerasan Aspal
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
16
16
17
21
24
25
25
5.1. Percobaan Pencampuran di Laboratorium
BAB VI. 5.2. Percobaan Penghamparan di Lapangan
KESIMPULAN DAN SARAN
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
32
39
41
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Lampiran 2
Lampiran 3
Lampiran 4
Lampiran 5
Lampiran 6
Rancangan campuran kerja
Hasil pengujian campuran DGEM kadar filler semen 4,5 %
Hasil pengujian campuran DGEM kadar filler semen 3 %
Hasil pengujian campuran DGEM di lapangan
Hasil pengujian sampel hasil Core Drill di lapangan
Hasil pengujian kadar residu aspal
DAFTAR TABEL
halaman
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
5.1.
Tabel 5.2.
Tabel 5.3.
Tabel 5.4.
Tabel 5.5.
Tabel 5.6.
Tabel 5.7.
Tabel 5.8.
Bahan campuran aspal dingin gradasi terbuka
Bahan campuran aspal dingin gradasi tertutup
Persyaratan karakteristik campuran aspal panas
Komposisi-komposisi dalam semen
Hasil pengujian campuran aspal dingin dengan alat Marshall
Rancangan campuran aspal dingin dengan kadar filler semen
4,5 % untuk pengujian skala penuh di laboratorium
Hasil pengujian benda uji dengan kadar filler semen 4,5 %.
Rancangan campuran aspal dingin dengan kadar filler semen
3 % untuk pengujian skala penuh di laboratorium
Hasil pengujian benda uji dengan kadar filler semen 3 %
Rancangan campuran berdasar volume untuk pekerjaan di
lapangan
Hasil pengujian benda uji untuk pencampuran di lapangan
Hasil pengujian benda uji DGEM yang telah dihampar di
lapangan
Persentase karakteristik DGEM di lapangan terhadap
karakteristik DGEM di laboratorium
9
10
11
12
13
26
29
30
31
33
35
37
38
DAFTAR GAMBAR
halaman
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
Gambar 4.1.
Gambar 4.2.
Gambar 5.1.
Gambar 5.2.
Gambar 5.3.
Gambar 5.4.
Gambar 5.5.
Gambar 5.6.
Gambar 5.7.
Gambar 5.8.
Gambar 5.9.
Gambar 5.10.
Aspal emulsi (Holleran & Reed, 1996)
Skema pembuatan aspal emulsi (Holleran & Reed, 1996)
Aspal emulsi anionik (Holleran & Reed, 1996)
Aspal emulsi kationik (Holleran & Reed, 1996)
Hubungan antara kadar filler dan stabilitas campuran aspal
dingin
Bagan alir penelitian thaun ke 1
Extraction apparatus
Pencampuran campuran aspal dingin dengan molen di
laboratorium
Pemadatan benda uji dengan penumbuk alat Marshall
Benda uji setelah pemadatan sebelum dikeluarkan dari
cetakan
Pengujian stabilitas dan kelelehan benda uji dengan alat
Marshall
Hubungan antar umur DGEM dan stabilitas
Bahan-bahan dalam ember siap dimasukkan ke molen
Penuangan campuran aspal dingin yang telah merata
Penghamparan DGEM dengan tenaga manusia
Pemadatan DGEM dengan mesin gilas roda tiga
Pengambilan sampel perkerasan aspal dengan mesin bor
(Core Drill).
4
5
5
6
14
17
22
24
27
27
28
31
32
34
36
36
37
RINGKASAN
Campuran aspal dingin dengan menggunakan perekat aspal emulsi
sebetulnya mempunyai banyak keuntungan antara lain siap pakai, ramah lingkungan
dan dapat meggunakan alat-alat sederhana seperti pan mixer atau beton molen
sehingga dapat dilaksanakan oleh kontraktor lokal
yang merupakan pengusaha
golongan ekonomi lemah. Akan tetapi banyak proyek jalan di Indonesia yang
mencoba campuran aspal dingin banyak mengalami kegagalan atau hasilnya masih
kurang memuaskan. Kelemahan dari campuran aspal dingin adalah stabilitasnya yang
relatif rendah bila dibandingkan dengan campuran aspal panas dan saat selesai
dipadatkan campuran relatif masih goyang sehingga untuk pekerjaan pelapisan ulang
jalan lama kurang layak karena lalu-lintas harus tetap dibuka.
Penelitian penggunaan filler semen pada campuran aspal dingin ini
berlangsung selama 2 tahun. Tahun pertama merupakan penelitian di laboratorium
yang bertujuan untuk mendapatkan rancangan campuran yang paling ekonomis tetapi
masih memenuhi spesifikasi. Sedang penelitian tahun ke dua merupakan percobaan
penghamparan campuran aspal dingin di lapangan untuk menguji rancangan
campuran yang di peroleh pada tahun pertama. Penggunaan filler semen pada
campuran aspal dingin ini secara garis besar bertujuan untuk mempercepat dan
meningkatkan stabilitas campuran aspal dingin. Campuran aspal dingin yang diteliti
adalah dari jenis campuran aspal emulsi bergradasi rapat ( dense graded emulsion
mix) atau sering disingkat dengan nama DGEM.
Khusus pada tahun ke dua ini penelitian mempunyai tujuan-tujuan sebagai
berikut :
1) Mengetahui karakteristik rancangan campuran yang diperoleh pada tahun ke satu
dengan cara dicampur dalam skala penuh menggunakan alat pencampur mekanis.
Akan tetapi pemadatannya masih menggunakan alat Marshall.
1
2) Mengetahui karakteristik cancangan campuran yang diperoleh pada tahun ke satu
dengan cara dicampur dalam skala penuh dan dihampar di lapangan serta
dipadatkan dengan mesin gilas roda tiga.
3) Menetapkan rancangan campuran aspal dingin dengan filler semen yang dalam
waktu yang cepat stabilitasnya dapat memenuhi persyaratan campuran aspal
panas yang biasa di gunakan di proyek jalan oleh pemerintah.
Untuk mencapai tujuan-tujuan tersebut rancangan campuran yang diperoleh
pada tahun ke satu diuji lagi di laboratorium akan tetapi pencampurannya dengan
menggunakan mesin pencampur. Berdasar penelitian di laboratorium pada tahun ke
dua ini ditetapkan rancangan campuran kerja yang akan diuji dengan skala penuh di
lapangan. Hasil penghamparan dengan skala penuh ini kembali diuji karakteristiknya.
Jika ternyata hasilnya memenuhi spesifikasi campuran aspal dingin dan stabilitasnya
memenuhi spesifikasi campuran aspal panas, maka rancangan campuran kerja secara
definitif dinyatakan layak untuk menggantikan campuran aspal panas yang biasa
digunakan pada proyek-proyek jalan di Indonesia.
Berdasar penelitian yang dilakukan pada tahun ke dua ini diperoleh
kesimpulan sebagai berikut :
1) Rancangan campuran DGEM yang dicampur dilapangan dengan mesin
pencampur (molen) mempunyai karakteristik dry bulk density = 1,83 kg/cm3,
stabilitas= 786 kg, kenaikan stabilitas setelah perendaman 4 hari = 72,58 %,
Marshall quotient = 3,9 kN/mm dan kadar rongga udara = 24,27 %.
2) DGEM yang telah dihampar dan dipadatkan dengan mesin gilas roda tiga di
lapangan mempunyai karakteristik dry bulk density =1,88 kg/cm3, stabilitas =
1.555 kg, Marshall quotient = 4,1 kN/mm dan kadar rongga udara = 22,24 %.
3) Mengingat stabilitas DGEM dan Marshall quotient yang dipadatkan di
laboratorium dengan alat Marshall maupun dipadatkan dilapangan dengan mesin
gilas dapat memenuhi persyaratan untuk campuran aspal panas (ATB dan AC),
maka rancangan campuran kerja DGEM dengan kadar aspal emulsi 9,8 % dan
2
filler semen 3 % dapat digunakan sebagai bahan perkerasan seperti halnya
campuran aspal panas yang mempunyai sifat cepat stabil.
Sebagai tindak lanjut dari penelitian ini disarankan :
1) Penggunaan filler semen sebesar 3 % pada campuran aspal dingin gradasi rapat
(DGEM) dapat digunakan untuk pekerjaan pelapisan ulang, karena stabilitas yang
dicapainya pada umur 1 hari dan setelah direndam 4 hari memenuhi syarat
spesifikasi campuran panas sehingga setelah pekerjaan selesai lalu lintas bisa
segera dibuka kembali.
2) Pada pelaksanaan dilapangan pelaksana diharapkan betul-betul mematuhi
rancangan campuran kerja yang telah dibuat, antara lain kadar air optimum
pencampuran dan pemadatan, kadar aspal emulsi optimum dan kadar filler semen
yang digunakan.
3) Perlu di teliti campuran aspal emulsi bergradasi terbuka (OGEM) dengan
menggunakan filler semen, karena OGEM diharapkan dapat menampung aspal
emulsi lebih banyak sehingga jika sebagian aspal emulsi diserap oleh semen,
masih cukup tersedia residu aspal emulsi sebagai bahan pengikat.
3
SUMMARY
Cold Asphalt mixture by using emulsion asphalt as binder have many
advantages, for example ready for use, environmental friendliness and it can use
simple machine during construction like pan mixer or concrete mixer so that the
work can be executed by local contractor which is generally does not have heavy
equipment. However, most of projects in Indonesia that tried cold asphalt mixture
have failed of not satisfy. The Weakness of cold asphalt mixture are the stability
generally lower when compared to hot asphalt mixture and at the moment finishing of
compaction the pavement relative unstable, so that for the work of pavement overlay
is not suitable. The reason is traffic have to remain opened in pavement overlay
project.
Research using cement filler in cold asphalt mixture take place during 2
year. The first year of research was conducted in laboratory with aim to get economic
mixture design but still meet the required specification. Research at second year is
trial paving at site to examine the mixture design was obtained at first year research.
The general purpose of using of cement filler in cold asphalt mixture are to accelerate
and increase the mixture stability. Type of cold asphalt mixture that is examined in
this research is dense graded emulsion mixture (DGEM).
At the second year, the research have the following specific objectives :
1) To investigate the characteristic of mixture design was obtained in the first year
but by mixing in full scale by mechanical mixer. However the compaction of
sample use Marshall apparatus.
2) To know the characteristic of mixture design was obtained in the first year after
mixing by mechanical mixer, spread and compacted by three wheel roller.
3) Identify cold asphalt mixture design using filler cement that in the early time
have stability equal to hot asphalt mixture stability usually used in road project
by government.
4
In order to reach the research objectives, the mixture design was obtained in
the first year retested in laboratory to investigate the mixture characteristic. However
the mixing of asphalt an aggregate by using mechanical mixer. Based on laboratory
research in the second year, it is specified job mixing formula that will be tested in
full scale on site. Result of trial paving than tested to know the characteristic. If the
mixture characteristic meet with the specification of cold asphalt mixture and the
stability equal or greater than stability in the specification of hot asphalt mixture,
hence the job mixing formula can be definitively expressed to replace hot asphalt
mixture which usualy use at road projects in Indonesia.
Based on research conducted in the second year, it was obtained the
following conclusions :
1) Mixture design of DGEM mixed with mechanical mixer have the characteristic
of dry density bulk = 1,83 gr / cm3, stability= 786 kg, increasing of stability after
4 days soaking = 72,58 %, Marshall quotient = 3,9 kN /mm an air void in
mixture= 24,27 %.
2) DGEM have been spread and compacted by three wheel roller on site have the
characteristics of dry bulk density = 1,88 gr / cm3, stability = 1.555 kg, Marshall
quotient = 4,1 kN /mm and air void = 22,24
3) Base on stability and Marshall quotient of DGEM is compacted at laboratory by
means of Marshall equipment and compacted on site by three wheel roller meet
the specification
of hot asphalt mixture( ATB and AC), hence job mixture
formula of DGEM with 9,8 % emulsion asphalt content and cement filler 3 %
can be used as pavement material like hot asphalt mixture which have early
stable characteristic.
As the follow-up of this research, it is suggested :
1) Using of cement filler 3 % to dense graded emulsion mixture ( DGEM) can be
used for the work of pavement overlay, because stability at 1 day and after 4 days
soaking are meet the standard specification for hot mixture.
5
2) During construction period the field supervisor is expected really follow the
mixture design have been made. For example, the optimum water content of
mixing and compaction, optimum asphalt emulsion content and rate of cement
filler should be controlled during construction.
3) It is necessary to do further research for open graded emulsion mixture ( OGEM)
by using cement filler, because OGEM expected can accommodate more
emulsion asphalt so that if some of emulsion asphalt is absorbed by cement, it is
still available of asphalt residue act as binder material.
6