TEKNIK JALAN RAYA III ~ ASPAL

 TUGAS 4. TEKNIK JALAN RAYA III

Nama : ALFIAN HARDIANTO
Nim  : 418110168

Pertemuan Ke-4

SOAL

Buat detail penjelasan yang lengkap terkait :

Buat Resume Penjelasan detail terkait Bahan Aspal.

1. Jenis Aspal

2. Bahan Susun aspal

3. Proses terjadinya aspal

Jawaban :

• Jenis - jenis Aspal

1. Aspal Alam 

    Material aspal yang berasal dari alam di dapat dari proses alami, baik dari gunung aspal maupun dari danau.

a. Aspal batu 
        Aspal gunung sering di sebut juga aspal batu. Di Indonesia, sumber daya alam yang terbesar di dapat dari pulau Buton yang gunung aspal nya di kenal dengan sebutan aspal Asbuton. Batuan aspal memiliki kandungan anatara 12% hingga 35% aspal dari massa keseluruhan. Pemakain aspal dari batuan harus mengalami proses ekstrasi kemudian di campur dengan minyak pelunak.

b. Aspal danau
        Sedangkan di belahan dunia lain, aspal danau akan banayak ditemukan di pulau Trinidad dan Venezuela yang aspalnya memiliki campuran mineral, bitumen serta bahan organik lain. Angka dari penetrasi  dari jenis aspal danau memili tingkat yang rendah dan titik lembek yang tinggi. Oleh sebab itu penggunaan aspal danau akan dicampur dengan aspal keras agar mendapatkan penetrasi yang diingikan.

Menurut sifat kekerasannya dapat berupa:
a. Batuan = asbuton
b. Plastis = trinidad
c. Cair = bermuda

Menurut kemurniannya terdiri dari :
a. Murni = bermuda
b. Tercampur dengan mineral = asbuton + trinidad

2.  Aspal buatan

Jenis aspal ini dibuat dari proses pengolahan minyak bumi, jadi bahan baku yang dibuat untuk aspal pada umumnya adalah minyak bumi yang banyak mengandung aspal.

Berikut ini adalah jenis-jenis aspal buatan yang sering dijumpai :

a. Aspal keras
    Aspal keras digunakan sebagai bahan pembuatan AC. Aspal yang digunakan dapat berupa aspal keras penetrasi 60 atau penetrasi 80 yang memenuhi persyaratan aspal keras.

1. Aspal penetrasi rendah 40 / 55, digunakan untuk kasus :

a. Jalan dengan volume lalu lintas tinggi.   
b. Daerah dengan cuaca iklim panas.

2. Aspal penetrasi rendah 60 / 70, digunakan untuk kasus :

a. Jalan dengan volume lalu lintas sedang atau tinggi.
b. Daerah dengan cuaca iklim panas.

3. Aspal penetrasi tinggi 80 / 100, digunakan untuk kasus :

a. Jalan dengan volume lalu lintas sedang / rendah.
b. Daerah dengan cuaca iklim dingin.

4. Aspal penetrasi tinggi 100 / 110, digunakan untuk kasus :

a. Jalan dengan volume lalu lintas rendah.
b. Daerah dengan cuaca iklim dingin.

b. Aspal cair
    Untuk keperluan lapis resap pengikat (prime coat) digunakan aspal cair jenis MC – 30, MC – 70, MC – 250 atau aspal emulsi jenis CMS, MS.
Untuk keperluan lapis pengikat (tack coat) digunakan aspal cair jenis RC – 70, RC – 250 atau aspal emulsi jenis CRS, RS.

c. Aspal emulsi
    Aspal jenis ini di hasil dari proses emulsi aspal keras, dimana proses tersebut merupakan proses pemisahan dan pendispersian partikel keras di dalam air yang sudah mengandung emulsifer. Jenis Emulsifer yang digunakan dapat mempengaruhi jenis dan kecepatan pengikatan aspal emulsi yang nantinya akan di hasilkan.

3. Aspal Modifikasi 

    Nama lain dari Aspal Modifikasi adalah Polymer Modified Asphalt (PMA) atau Polymer Modified Bitumen (PMB), ini adalah aspal minyak ditambah dengan bahan tambah (additive) agar meningkat kinerjanyanya, yaitu aspal yang tahan beban dan tahan lama (awet). Di Indonesia, kesadaran untuk menggunakan aspal modifikasi karena diperlukan hal-hal sebagai berikut : Diklat Penggunaan Bahan & Alat Untuk Pekerjaan Jalan & Jembatan Modul Bahan Aspal Untuk Perkerasan Lentur 7

 a). Aspal yang lebih tahan panas (menaikkan titik lembek), digunakan aditif berbasis plastomer, elastomer, selulosa, filler atau penambahan asphalten seperti asbuton, gilsonite, Trinidad asphalt, atau aditif khusus dengan sifat beragam (jenis jenis polimer tertentu). Aspal polimer biasanya merupakan produk hilir dari pabrik kilang minyak. 

b). Aspal yang lebih lengket (menaikkan adhesi) agar agregat tidak mudah terburai, digunakan aditif yang bersifat lengket dan lentur yaitu aditif yang berbasis karet. 

c). Aspal yang lebih tahan ultra violet agar tidak mudah menua (ageing).

    Sebagai gambaran, di pasar kita mengenal Aspal modifikasi yang telah dijual di Indonesia (dan ini sudah sejak tahun 1996) seperti : High Bonding Asphalt, Mexphalt, Cariphalt, Bituplus, Superfleks, Superphalt, Starbit, Aspal Prima 50, Retona dsb.

4. Cutback asphalt 

    Adalah aspal yang dicairkan dengan cara ditambah pelarut dari keluarga hidrokarbon (minyak tanah/kerosin, bensin, solar). Untuk Primecoat dan Tackcoat digunakan jenis Rapi Curing (RC), Medium Curing (MC) atau Slow Curing (SC). Saat ini, aspal Emulsi mulai digunakan sebagai Tackcoat karena aspal Cutback yang dicampur bensin sering menimbulkan kebakaran, demikian juga bila menggunakan pelarut kerosene atau solar sering tidak sempat menguap, sehingga ketika campuran beton aspal harus digelar diatasnya, aspal beton terkontaminasi pelarut yang mengakibatkan aspal beton menjadi lunak dan pada akhirnya menimbulkan problem perubahan bentuk (deformasi, bleeding, licin).

5. Aspal Busa (foamed asphalt) 

    Adalah aspal panas yang dicampurkan dengan air secara mendadak sehingga aspal berbusa dan seketika menjadi semacam emulsi yang dapat dimanfaatkan keencerannya untuk membentuk lapis tipis aspal yang menyelimuti agregat. Aspal busa ini kita kenal sebagai bagian dari proses Recycling beton aspal yang dilakukan di ebagian ruas permukaan jalan di Pantura.

6. Aspal Minyak

    Aspal minyak adalah bahan tersisa yang dianggap sudah sudah tidak lagi bisa diproses secara ekonomi dari proses destilasi minyak bumi di pabrik kilang minyak. Bahan tersebut kita kenal dalam tiga kelas Penetrasi yaitu Diklat Penggunaan Bahan & Alat Untuk Pekerjaan Jalan & Jembatan Modul Bahan Aspal Untuk Perkerasan Lentur 2 Pen 40/50, Pen 80/70 dan Pen 80/100. Semakin rendah angka penetrasi maka akan semakin keras wujud aspal, semakin susah cara penanganannya karena diperlukan suhu lebih tinggi agar aspal menjadi lunak atau cair. Sebaliknya semakin tinggi angka penetrasi maka aspal akan mudah encer, mudah dikerjakan, tetapi terancam sulit untuk mencapai kestabilan campuran aspal, terutama pada iklim panas seperti di Indonesia, karena aspal cenderung melunak pada suhu udara tinggi. 

    Pengerjaan aspal umumnya memerlukan pemanasan pada suhu sekitar 1100 - 1700C supaya aspal menjadi encer sehingga mudah untuk dipompa, dipindahkan dan dicampur dengan agregat ataupun dipadatkan. Kalau aspal dipanaskan berkali-kali dan dalam waktu lama, maka banyak minyak aromatik yang menguap sehingga aspal mengeras, artinya angka penetrasinya menurun. Aspal dengan penetrasi rendah akan gampang kena oksidasi sehingga menjadi getas, kehilangan daya lengketnya, akibatnya lapis aspal akan terburai atau lepas butir. Karena itu di Indonesia ditetapkan bahwa angka terendah untuk penetrasi bahan aspal adalah 50 (Spesifikasi Bina Marga sejak tahun 2003). Aspal yang diolah menjadi campuran beraspal akan mengalami oksidasi akibat sinar matahari dan mencapai penetrasi 25, yaitu batas terendah penetrasi sebelum terburai.

• Bahan susunan aspal

Aspal dibenmk oleh unsur berikut ini:

a asphaltenes, merupakan bagian utama dari aspal ('"body ofbitumen") dengan berat molekul besar, 

b. maltenes / resins, merupakan unsur yang memberikan efek adhesive (lekatan) dan efek ductile (lentur) dengan beratmolekul sedang, dan 

c. oils, mempunyai berat molekul rendah sertamemberi efek viskositas dan efek flow. 

    Berdasarkan unsur pembentuknya, aspal merupakan suspensi koloidal dari asphaltenes dalam media minyak dengan resins berperan sebagai bahan pencegah penggumpalan atau pencegahkoaguiasi.

Agregat 

    Agregat adalah sekumpulan butir-butir batu pecah bulat, pasir atau mineral lainnya baik berupa agregat hasil alam maupun hasil pengolahan (penyaringan, pemecahan). Pada bahan perkerasan lentur agregat merupakan komponen utamanya yaitu mengandung 90 - 95 % agregat berdasarkan persentase berat atau 75 - 85 % agregat berdasarkan persentasevolume. 

    Dengan demikian, daya dukung, keawetan, dan mutu perkerasan jalan ditentukan juga dari sifat agregat dan hasil campuran agregat dengan bahan laia Pemilihan jenis agregat yang sesuai untuk dipergunakan pada struktur perkerasan dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu ukuran dan gradasi, kekuatan dan kekerasan, tekstur permukaan, porositas, kelekatan terhadap aspal dankebersihannya.

 Filler

    Filler pada campuran beton aspal adalah bahan berbutir halus yang berfungsi sebagai butiran pengisi rongga diantara partike1agregat kasardalam rangka mengurangi besarnya rongga, meningkatkan kerapatan, dan stabilitas. Filler ini didefinisikan sebagai fraksi debu mineral lolossaringan no. 200 (0,075 mm) dapat berupa debu batu kapur, debu dolamit, atau semen.

• Proses terjadinya aspal

Proses dan Kemampuan Aspal

    Aspal yang dipergunakan pada konstruksi perkerasan jalan berfungsi sebagai berikut : 

1) Bahan pengikat, memberikan ikatan yang kuat antara aspal dan agregat dan antara aspal itu sendiri. 2) Bahan pengisi, mengisi rongga antara butir-butir agregat dan pori-pori yang ada dari agregat itu sendiri. 

    Karena itu, untuk dapat berfungsi sebagai bahan pengikat dan bahan pengisi, aspal haruslah mempunyai kemampuan daya tahan (tidak cepat rapuh) terhadap cuaca, mempunyai adhesi dan kohesi yang baik dan memberikan sifat elastis yang baik. 
    Uraian tentang kemampuan aspal ini adalah sebagai berikut :

 a. Daya tahan (durability) aspal.
     Adalah kemampuan aspal mempertahankan sifat asalnya akibat pengaruh cuaca selama masa pelayanan jalan. Sifat ini merupakan sifat dari campuran aspal, yang tergantung dari sifat agregat yang terseliputi aspal, tergantung juga dengan faktor pelaksanaan. Sifat ini dapat diperkirakan dalam pemeriksaan Thin Film Oven Test (TFOT). 

b. Adhesi dan Kohesi Aspal
    Sifat Adhesi aspal adalah kemampuan aspal untuk mengikat agregat sehingga dihasilkan ikatan yang baik antara agregat dengan aspal, sedangkan Kohesi aspal adalah kemampuan aspal untuk tetap mempertahankan agregat tetap ditempatnya setelah terjadi pengikatan.

c. Kepekaan terhadap temperatur
    Aspal adalah material yang termoplastis,berarti akan menjadi keras atau lebih kental jika temperatur berkurang, dan akan lunak atau cair jika temperatur bertambah. Sifat ini dinamakan kepekaan terhadap perubahan temperatur. 

d. Kekerasan Aspal
    Aspal pada proses pencampuran dipanaskan dan dicampur dengan agregat sehingga agregat dilapisi aspal atau aspal panas disiramkan kepermukaan agregat yang telah disiapkan pada proses pelaburan. Setelah campuran aspal tergelar dan dipadatkan, maka terjadi proses oksidasi yang akan menyebabkan aspal menjadi getas (viskositas bertambah tinggi), ini adalah proses perapuhan. Jadi selama masa pelayanan aspal mengalami oksidasi dan polimerisasi yang besarnya dipengaruhi juga oleh ketebalan aspal yang menyelimuti agregat. Semakin tipis lapisan aspal, semakin besar tingkat kerapuhan yang terjadi. 

Karakteristik Campuran Aspal Beton 

    Karakteristik campuran yang harus dimiliki oleh campuran aspal beton campuran panas, selain Kedap air, adalah : 
1. Stabilitas
2. Durabilitas
3. Fleksibilitas
4. Skid resistance (tahanan geser)
5. Ketahanan terhadap kelelahan (fatique resistance)
6. Kemudahan pelaksanaan (workability) 

1. Stabilitas Stabilitas lapisan perkerasan 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 yang bervolume lalu lintas kendaraan penumpang saja. 

    Tetapi kestabilan yang terlalu tinggi menyebabkan lapisan perkerasan itu menjadi kaku dan cepat mengalami retak, disamping itu karena volume antar agregat kurang, mengakibatkan kadar aspal yang dibutuhkan pun 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 : 

a) Agregat dengan gradasi yang rapat (dense graded) 
b) Agregat dengan permukaan kasar.
c) Agregat berbentuk kubus
d) Aspal dengan penetrasi rendah
e) Aspal dalam jumlah yang mencukupi untuk ikatan antar butir.  

    VMA (voids in mineral aggregate) adalah rongga antar butir. Bila VMA kecil, akan 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 kedap air, oksidasi mudah terjadi, dan lapis perkerasan menjadi rusak.

    VIM (voids in mix) adalah rongga udara dalam campuran. Pemakaian aspal yang banyak mengakibatkan aspal tidak lagi dapat menyelimuti agregat dengan baik (karena VMA kecil), dan juga menghasilkan VIM yang kecil (rongga udara di campuran yang kecil). Adanya beban lalu lintas yang menambah pemadatan lapisan perkerasan mengakibatkan lapisan aspal meleleh keluar yang dinamakan bleeding. 

2. Durabilitas (keawetan / daya tahan) 

    Durabilitas diperlukan pada lapisan permukaan (surface dressing) agar lapisan mampu menahan keausan akibat pengaruh cuaca, air dan perubahan suhu ataupun keausan akibat gesekan kendaraan. Faktor yang mempengaruhi durabilitas lapis aspal beton adalah :

a) Film aspal atau selimut aspal, film aspal yang tebal dapat menghasilkan lapis aspal beton yang berdurabilitas tinggi, tetapi kemungkinan terjadinya bleeding menjadi tinggi.
b) VIM kecil sehingga lapis kedap air dan udara tidak masuk kedalam campuran yang menyebabkan terjadinya oksidasi dan aspal menjadi rapuh/getas.
c) 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. 

3. 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 :
a) Penggunaan agregat bergradasi senjang sehingga diperoleh VMA yang besar.
b) Penggunaan aspal lunak (aspal dengan penetrasi yang tinggi)
c) Penggunaan aspal yang cukup banyak sehingga diperoleh VIM yang kecil. 

4. Skid resistance (tahanan geser / kekesatan) 

    Tahanan geser adalah kekesatan yang diberikan oleh perkerasan sehingga kendaraan tidak mengalami slip baik diwaktu hujan atau basah maupun diwaktu kering. Kekesatan dinyatakan dengan koefisien gesek antar permukaan jalan dan ban kendaraan. Tahanan geser tinggi, jika :

a) Penggunaan kadar aspal yang tepat sehingga tak terjadi bleeding.
b) Penggunaan agregat dengan permukaan kasar. 
c) Penggunaan agregat berbentuk kubus.
d) Penggunaan agregat kasar yang cukup. 

5. Ketahanan terhadap kelelahan (fatique resistance)

    Ketahanan terhadap kelelahan adalah ketahanan lapis aspal beton dalam menerima beban berulang tanpa terjadinya kelelahan yang berupa alur (ruting) dan retak. Faktor yang mempengaruhi ketahanan terhadap kelelahan adalah :
a) VIM yang tinggi dan kadar aspal yang rendah akan mengakibatkan kelelahan yang lebih cepat.
b) VMA yang tinggi dan kadar aspal yang tinggi dapat mengakibatkan lapis perkerasan menjadi fleksibel. 

6. 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 
a) Gradasi agregat. Agregat bergradasi baik lebih mudah dilaksanakan daripada agregat bergradasi lain. b) Temperatur campuran, yang ikut mempengaruhi kekerasan bahan pengikat yang bersifat termoplastis.
c) Kandungan bahan pengisi (filler) yang tinggi menyebabkan pelaksanaan lebih sukar. 

Perencanaan Campuran Aspal 

1. Jika agregat dicampur dengan aspal, maka :
a. Partikel – partikel antar agregat akan terikat satu sama lain oleh aspal,   
b. Rongga – rongga agregat ada yang terisi aspal dan ada pula yang terisi udara,
c. Terdapat rongga antar butir yang terisi udara,
d. Terdapat lapisan aspal yang ketebalannya tergantung dari kadar aspal yang dipergunakan untuk menyelimuti partikel-partikel agregat. 

2.Lapisan aspal yang baik haruslah memenuhi 4 syarat yaitu : stabilitas, durabilitas, fleksibilitas dan tahanan geser. 
a. Jika kita memakai gradasi rapat (dense graded) akan menghasilkan kepadatan yang baik, berarti memberikan stabilitas yang baik, tetapi memberikan kelenturan (fleksibilitas) yang kurang baik, dan akibat tambahan pemadatan (dari beban lalu-lintas yang berulang) serta aspal yang mencair (akibat pengaruh cuaca) akan memberikan tahanan geser yang kecil.
b. Jika kita menggunakan gradasi terbuka, akan diperoleh kelenturan yang baik, tetapi stabilitas yang kecil.