PENGARUH ADITIF ARANG TEMPURUNG KELAPA SEBAGAI PENGGANTI MATERIAL FILLER TERHADAP DURABILITAS CAMPURAN ASPAL

ABSTRAK

PENGARUH ADITIF ARANG TEMPURUNG KELAPA SEBAGAI PENGGANTI MATERIAL FILLER TERHADAP

DURABILITAS CAMPURAN ASPAL

Oleh

M.M. ADITYA SESUNAN

Durabilitas (Durability) adalah keawetan atau daya tahan terhadap rusak akibat pengaruh buruk cuaca dan lalu lintas. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh volume pengganti material filler Arang Tempurung Kelapa (ATK) terhadap durabilitas campuran aspal.

Penelitian dimulai dari pembuatan benda uji dengan kadar aspal 4,5%, 5,0%, 5,5,%, 6,0%, dan 6,5%, yang dipadatkan menggunakan pemadatan Marshall dengan 4 macam variasi persen pengganti filler ATK 0%, 33,3%, 66,7%, dan 100%, kemudian diuji lebih lanjut dengan uji perendaman pada kadar aspal optimum.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan penggantian filler ATK memiliki pengaruh yang baik terhadap peningkatan nilai stabilitas campuran aspal. Nilai rongga udara dalam campuran (VIM) juga semakin meningkat seiring dengan penambahan persen kadar ATK. Kadar Aspal Optimum (KAO) menunjukkan bahwa semakin besar kadar ATK maka nilai stabilitas akan meningkat, sampai pada titik tertentu penambahan kadar ATK akan menurunkan nilai stabilitas. Indeks Kekuatan Sisa (IKS) yang dihasilkan memperlihatkan bahwa ternyata terdapat pengaruh negatif dari air terhadap durabilitas campuran aspal.

Kata kunci : ATK, carbon black, durability, marshall test, immersion test

Pembimbing I : Sasana Putra, S.T., M.T. Pembimbing II : Taharuddin, S.T., M.Sc. Penguji Utama : Ir. Priyo Pratomo, M.T.

ABSTRACT

THE EFFECT OF ADDITIVES OF CHARCOAL COCONUT-SHELL AS FILLER MATERIAL ON DURABILITY OF ASPHALT MIXTURES

By

M.M. ADITYA SESUNAN

Durability is the resistance of destruction that caused by the bad weather and the traffic. The research purpose are to determine the replacement volume effect of filler material of Charcoal Coconut-Shell (CCS) on durability of asphalt mixtures. This research is started from manufacture the sample with variation of asphalt content, there are 4.5%, 5.0%, 5.5%, 6.0%, and 6.5%, which were compacted using Marshall’s compaction with four kinds of variation percent filler substitution of CCS 0%, 33.3%, 66.7%, and 100%, then examined further by immersion test at optimum asphalt content.

The results show that the replacement CCS filler gives a good effect to increase the stability of asphalt mixtures. The value of air voids in mix (VIM) also increased when the addition of percent levels of CCS was increased. Optimum asphalt content (OAC) show that when CCS levels was increased, the value of stability also increase, until at some point of the addition of CCS levels was reduced the value of stability. Index retained of stability (IRS) values was show a negative influence of water on the durability of asphalt mixtures.

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Prasarana jalan berkaitan erat dengan pertumbuhan pembangunan di berbagai sendi kehidupan manusia karena merupakan fasilitas yang sangat vital dalam mendukung pergerakan manusia. Kebutuhan akan aspal sebagai salah satu bagian dari konstruksi perkerasan jalan baik untuk pemeliharaan, peningkatan, maupun pengembangan aksesibilitas transportasi jalan terus meningkat seiring dengan pertumbuhan pembangunan.

Konstruksi jalan dengan sistem perkerasan lentur umumnya menggunakan aspal untuk lapisan pondasi atau lapisan permukaan. Campuran Aspal Panas (Hotmix) adalah suatu campuran perkerasan jalan lentur yang terdiri dari agregat kasar, agregat halus, filler dan bahan pengikat aspal dengan perbandingan tertentu dan untuk mengeringkan agregat dan mencairkan aspal agar dapat dengan mudah dicampur dengan baik maka sebelum pencampuran bahan tersebut harus dipanaskan.

2

Di Indonesia terdapat beberapa jenis Campuran Aspal Panas yang digunakan untuk perkerasan jalan dimana pemilihan jenis tergantung dari lalu lintas yang akan melewati jalan tersebut.

Aspal adalah cairan kental atau padat bahan dasarnya terdiri rangkaian hidrokarbon beserta turunannya, yang mana larut dalam trichloroethylene dan tidak mudah menguap dan melunak secara perlahan-lahan ketika dipanaskan. Warnanya hitam atau coklat dan memiliki sifat kedap air dan sifat bahan perekat. Aspal dihasilkan dari proses penyulingan minyak bumi dan juga dari kandungan alam. Di dalam campuran fungsinya adalah sebagai bahan perekat yang elastis dan kental (viscous-elastic).

Setelah berinteraksi dengan oksigen (O) maka struktur gugus aspal akan berubah sebagaimana diperlihatkan pada gambar berikut.

Gambar 1.1 Senyawa Kimia Aspal Rusak Sumber : J.F. Branthaver, et al, 1993

Aspal merupakan senyawa non-degradable, apabila aspal dibakar maka aspal akan bereaksi dengan Oksigen (O2) sehingga senyawa Karbon (C) akan terurai menjadi senyawa Karbonmonoksida (CO) yang dapat mengakibatkan aspal menjadi getas. Dengan penambahan Arang Tempurung Kelapa maka

O ― C ―

Ketone

O

― S―

Sulfoxide O

C

O H Carboxylic Acid O C O C O Anhydride

3

mengurangi kegetasan pada aspal, hal ini dikarenakan arang dapat meningkatkan kandungan senyawa karbon.

Dalam penelitian ini, pemanfaatan Arang Tempurung Kelapa (ATK) yang digunakan sebagai material filler yaitu tempurung kelapa dibakar dengan temperatur suhu tertentu sampai menjadi arang. ATK ini merupakan karbon non-polar yang berarti sama dengan aspal yang mengandung karbon yang cukup banyak sehingga diharapkan mampu bercampur secara sempurna dengan aspal membentuk sistem mortar yang kompak dan kuat.

B. Rumusan Masalah

Aspal adalah bahan bersifat semen yang berwarna coklat gelap sampai hitam, padat, agak padat atau cair dengan unsur utama bitumen yang ada di alam hasil residu penyulingan minyak mentah (crude-oil). Dalam aspal terdapat campuran hydrocarbon, paraffin dan aromatic juga komponen heterosiklis yang terdiri dari unsur belerang, nitrogen dan oksigen. Fungsi aspal pada konstruksi jalan adalah untuk mengikat butiran batu, melindungi masuknya air ke dalam batu dan memberikan bantalan kepada batu.

Aspal minyak mengandung senyawa hidrokarbon yang mempunyai rantai gugusan senyawa yang panjang, tingginya temperatur pembakaran aspal dapat meningkatkan kadar karbonmonoksida pada aspal sehingga aspal menjadi getas.

4

Dalam perkerasan jalan usia pakai hasil pelaksanaan tidak seperti yang diharapkan yaitu terjadi kerusakan dini berupa retak, gelombang, alur. Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk menangulangi kerusakan dini tersebut adalah dengan menambahkan material aditif berupa Arang Tempurung Kelapa (ATK) pada campuran aspal, agar mampu memperkuat interlocking antara campuran agregat aspal. Untuk itu perlu dikaji pemanfaatan arang tempurung kelapa sebagai aditif pada campuran aspal.

C. Batasan Masalah

Masalah pada penelitian ini dibatasi pada sifat dan karakteristik campuran aspal dengan melakukan pengujian di Laboratorium Jalan Raya, Fakultas Teknik Universitas Lampung. Ruang lingkup dan batasan masalah penelitian ini adalah :

1. Tipe campuran aspal yang digunakan adalah beton aspal (Asphalt concrete) spesifikasi Bina Marga campuran Tipe XI.

2. Aspal yang digunakan adalah aspal keras pen 60/70 dari Pertamina.

3. Filler yang digunakan berupa Arang Tempurung Kelapa (ATK) dalam bentuk pengganti material filler.

4. Agregat yang digunakan berasal dari PT. Sumber Batu Berkah (SBB), Tanjungan, Lampung Selatan.

5

D. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk :

Mengetahui pengaruh volume pengganti material filler Arang Tempurung Kelapa terhadap durabilitas campuran aspal.

E. Manfaat Penelitian

Mengetahui manfaat kualitas campuran aspal yang lebih baik dengan adanya filler arang tempurung kelapa, sehingga filler arang tempurung kelapa ini dapat digunakan di lapangan.

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Dari uraian di atas dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Penggantian filler abu batu oleh filler arang tempurung kelapa (ATK) dapat menahan deformasi atau dengan kata lain dapat meningkatkan nilai stabilitas.

2. Penggantian filler ATK dapat menaikkan nilai rongga udara dalam campuran (VIM) yang disebabkan ATK mempunyai rongga yang tidak dapat ditembus (impermeable) oleh rantai panjang hidrokarbon aspal. 3. Terdapat komposisi ATK yang tidak signifikan apabila berinteraksi

dengan air.

B. Saran

Secara umum penelitian ini telah memberikan gambaran yang cukup tentang penggantian material filler arang tempurung kelapa (ATK), tetapi masih diperlukan penyempurnaan karena adanya faktor yang menyimpang yang tidak dapat dihindari selama proses pembuatan dan pengujian benda uji.

48

Untuk itu perlu dilakukan penelitian, pembuktian, dan pengkajian lebih lanjut tentang penggantian material filler ATK ini terutama terhadap :

1. Kadar persen penggantian filler ATK yang tidak terlalu besar terhadap persen kadar filler yang digunakan. Untuk itu perlu dilakukan penelitian lanjut tentang kadar ATK.

2. ATK yang digunakan sebaiknya dicuci terlebih dahulu sebelum dilakukan pencampuran atau pembuatan benda uji, karena didalam ATK selain mengandung karbon yang sifatnya mudah melekat dengan aspal, juga mengandung abu yang memiliki sifat mudah larut dalam air. Hal inilah yang membuat ATK tidak tahan terhadap air dan dapat menurunkan nilai durabilitas campuran aspal.

3. ATK yang digunakan memiliki kandungan rongga yang tidak dapat ditembus (impermeable) oleh rantai panjang hidrokarbon aspal. Untuk mengurangi atau menurunkan rongga pada ATK dapat ditambahkan zat lignin sebelum dilakukan pencampuran agregat.

4. Suhu pengarangan ATK yang digunakan pada penelitian ini kurang tinggi. Hal ini digunakan untuk menyempurnakan pengabuan zat non-carbon dan mengurangi rantai karbon yang pendek pada ATK, karena rantai karbon yang panjang lebih mendekati sifat asli aspal.

Di Indonesia terdapat beberapa jenis Campuran Aspal Panas yang digunakan untuk perkerasan jalan dimana pemilihan jenis tergantung dari lalu lintas yang akan melewati jalan tersebut.

Aspal adalah cairan kental atau padat bahan dasarnya terdiri rangkaian hidrokarbon beserta turunannya, yang mana larut dalam trichloroethylene dan tidak mudah menguap dan melunak secara perlahan-lahan ketika dipanaskan. Warnanya hitam atau coklat dan memiliki sifat kedap air dan sifat bahan perekat. Aspal dihasilkan dari proses penyulingan minyak bumi dan juga dari kandungan alam. Di dalam campuran fungsinya adalah sebagai bahan perekat yang elastis dan kental (viscous-elastic).

Setelah berinteraksi dengan oksigen (O) maka struktur gugus aspal akan berubah sebagaimana diperlihatkan pada gambar berikut.

Gambar 1.1 Senyawa Kimia Aspal Rusak Sumber : J.F. Branthaver, et al, 1993

Aspal merupakan senyawa non-degradable, apabila aspal dibakar maka aspal akan bereaksi dengan Oksigen (O2) sehingga senyawa Karbon (C) akan terurai menjadi senyawa Karbonmonoksida (CO) yang dapat mengakibatkan aspal menjadi getas. Dengan penambahan Arang Tempurung Kelapa maka

O ― C ―

Ketone

O

― S―

Sulfoxide

O C

O H

Carboxylic Acid O C O C O Anhydride

3

mengurangi kegetasan pada aspal, hal ini dikarenakan arang dapat meningkatkan kandungan senyawa karbon.

Dalam penelitian ini, pemanfaatan Arang Tempurung Kelapa (ATK) yang digunakan sebagai material filler yaitu tempurung kelapa dibakar dengan temperatur suhu tertentu sampai menjadi arang. ATK ini merupakan karbon non-polar yang berarti sama dengan aspal yang mengandung karbon yang cukup banyak sehingga diharapkan mampu bercampur secara sempurna dengan aspal membentuk sistem mortar yang kompak dan kuat.

B. Rumusan Masalah

Aspal adalah bahan bersifat semen yang berwarna coklat gelap sampai hitam, padat, agak padat atau cair dengan unsur utama bitumen yang ada di alam hasil residu penyulingan minyak mentah (crude-oil). Dalam aspal terdapat campuran hydrocarbon, paraffin dan aromatic juga komponen heterosiklis yang terdiri dari unsur belerang, nitrogen dan oksigen. Fungsi aspal pada konstruksi jalan adalah untuk mengikat butiran batu, melindungi masuknya air ke dalam batu dan memberikan bantalan kepada batu.

Aspal minyak mengandung senyawa hidrokarbon yang mempunyai rantai gugusan senyawa yang panjang, tingginya temperatur pembakaran aspal dapat meningkatkan kadar karbonmonoksida pada aspal sehingga aspal menjadi getas.

Dalam perkerasan jalan usia pakai hasil pelaksanaan tidak seperti yang diharapkan yaitu terjadi kerusakan dini berupa retak, gelombang, alur. Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk menangulangi kerusakan dini tersebut adalah dengan menambahkan material aditif berupa Arang Tempurung Kelapa (ATK) pada campuran aspal, agar mampu memperkuat interlocking antara campuran agregat aspal. Untuk itu perlu dikaji pemanfaatan arang tempurung kelapa sebagai aditif pada campuran aspal.

C. Batasan Masalah

Masalah pada penelitian ini dibatasi pada sifat dan karakteristik campuran aspal dengan melakukan pengujian di Laboratorium Jalan Raya, Fakultas Teknik Universitas Lampung. Ruang lingkup dan batasan masalah penelitian ini adalah :

1. Tipe campuran aspal yang digunakan adalah beton aspal (Asphalt concrete) spesifikasi Bina Marga campuran Tipe XI.

2. Aspal yang digunakan adalah aspal keras pen 60/70 dari Pertamina.

3. Filler yang digunakan berupa Arang Tempurung Kelapa (ATK) dalam bentuk pengganti material filler.

4. Agregat yang digunakan berasal dari PT. Sumber Batu Berkah (SBB), Tanjungan, Lampung Selatan.

5

D. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk :

Mengetahui pengaruh volume pengganti material filler Arang Tempurung Kelapa terhadap durabilitas campuran aspal.

E. Manfaat Penelitian

Mengetahui manfaat kualitas campuran aspal yang lebih baik dengan adanya filler arang tempurung kelapa, sehingga filler arang tempurung kelapa ini dapat digunakan di lapangan.

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Dari uraian di atas dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Penggantian filler abu batu oleh filler arang tempurung kelapa (ATK) dapat menahan deformasi atau dengan kata lain dapat meningkatkan nilai stabilitas.

2. Penggantian filler ATK dapat menaikkan nilai rongga udara dalam campuran (VIM) yang disebabkan ATK mempunyai rongga yang tidak dapat ditembus (impermeable) oleh rantai panjang hidrokarbon aspal. 3. Terdapat komposisi ATK yang tidak signifikan apabila berinteraksi

dengan air.

B. Saran

Secara umum penelitian ini telah memberikan gambaran yang cukup tentang penggantian material filler arang tempurung kelapa (ATK), tetapi masih diperlukan penyempurnaan karena adanya faktor yang menyimpang yang tidak dapat dihindari selama proses pembuatan dan pengujian benda uji.

48

Untuk itu perlu dilakukan penelitian, pembuktian, dan pengkajian lebih lanjut tentang penggantian material filler ATK ini terutama terhadap :

1. Kadar persen penggantian filler ATK yang tidak terlalu besar terhadap persen kadar filler yang digunakan. Untuk itu perlu dilakukan penelitian lanjut tentang kadar ATK.

2. ATK yang digunakan sebaiknya dicuci terlebih dahulu sebelum dilakukan pencampuran atau pembuatan benda uji, karena didalam ATK selain mengandung karbon yang sifatnya mudah melekat dengan aspal, juga mengandung abu yang memiliki sifat mudah larut dalam air. Hal inilah yang membuat ATK tidak tahan terhadap air dan dapat menurunkan nilai durabilitas campuran aspal.

3. ATK yang digunakan memiliki kandungan rongga yang tidak dapat ditembus (impermeable) oleh rantai panjang hidrokarbon aspal. Untuk mengurangi atau menurunkan rongga pada ATK dapat ditambahkan zat lignin sebelum dilakukan pencampuran agregat.

4. Suhu pengarangan ATK yang digunakan pada penelitian ini kurang tinggi. Hal ini digunakan untuk menyempurnakan pengabuan zat non-carbon dan mengurangi rantai karbon yang pendek pada ATK, karena rantai karbon yang panjang lebih mendekati sifat asli aspal.