![Bahan Agregat Camp Beraspal Utk Lapis Pondasi [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/bahan-agregat-camp-beraspal-utk-lapis-pondasi.jpg)
9 0 6 MB
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
T
.
modul BAHAN AGREGAT UNTUK CAMPURAN BERASPAL LAPIS PONDASI
BALAI BAHAN DAN PERKERASAN JALAN 2008
DEPARTEMEN PEKERJAAN UMUM BADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN
PUSAT LITBANG JALAN DAN JEMBATAN Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
i
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
Pengantar Dalam rangka menunjang program pemerintah untuk meningkatkan Sumber Daya Manusia (SDM) Daerah dalam pembinaan jalan, dimana dalam menunjang Otonomi Daerah (OTDA) pembinaan jalan menjadi tanggung jawab Pemerintahan Daerah serta pemanfaatan Laboratorium ex Balai Uji di Daerah untuk pengendalian mutu pekerjaan jalan dan beberapa tahun terakhir sering terjadi penurunan kualitas infrastruktur Pekerjaan Umum yang ada, jalan rusak sebelum habis masa pelayanannya, terlebih dengan adanya jalan yang baru dibuka sudah mengalami kerusakan. Maka untuk itu perlu ditingkatkan kemampuan SDM Daerah dalam pembinaan jalan. Peningkatan kemampuan SDM dapat dilakukan dengan training (pelatihan). Untuk mendukung program pelatihan tersebut Balai Bahan dan Perkerasan Jalan Pusat Litbang Jalan dan Jembatan, sebagai penyediaan modul pelatihan di bidang jalan, salah satu diantaranya pada tahun 2008 telah menyusun buku “Modul Bahan Agregat Campuran Beraspal untuk Lapis Pondasi”. Buku modul ini membahas, antara lain : Klasifikasi dan jenis agregat; Produksi agregat; Sifat-sifat fisik dan hubungan dengan kinerja campuran beraspal; Termasuk didalamnya membahas jenis pengujian dan persyaratan bahan agregat untuk campuran beraspal, baik untuk campuran beraspal panas dengan menggunakan aspal keras, campuran beraspal panas dengan menggunakan tambahan asbuton, maupun campuran beraspal hangat dengan menggunakan tambahan asbuton. Buku modul ini masih banyak kekurangan-kekurangannya dan masih jauh dari sempurna, oleh karena itu koreksi atau masukan-masukan demi penyempurnaan modul ini, sangat kami nantikan Pada kesempatan ini kami sebagai penyusun mengucapkan banyak terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu penyusunan modul ini. Bandung, Desember 2008 Penyusun : 1. 2. 3. 4. 5.
Ir. Dadang A.S. Ir. Neni Kusnianti, MT Zaenal Arifin, BE. Adang Suhada, Amd Yulianingsih, SE Nara sumber :
Prof. Dr. Ir. Furqon Affandi, M.Sc. Dr. Djoko Widajat, M.Sc. Ir. Nono, M.Sc. Ir. Nyoman Suaryana, M.Sc. Ir. Kurniadji, M.Sc. Ir. Edy Junaedi Ir. Iriansyah AS
Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
i
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
Daftar Isi Halaman Pengantar
i
Daftar isi
ii
1
Pendahuluan ................................................................................................
1
2
Agregat ......................................................................................................... 2.1 Klasifikasi agregat/batuan ................................................................... 2.1.1 Batuan beku ............................................................................ 2.1.2 Batuan sedimen ....................................................................... 2.1.3 Batuan metamorpik ................................................................. 2.2 Jenis agregat ...................................................................................... 2.2.1 Agregat alam ........................................................................... 2.2.2 Agregat yang diproses ............................................................ 2.2.3 Agregat buatan ....................................................................... 2.3 Produksi agregat ................................................................................. 2.3.1 Jenis pemecah batu ................................................................ 2.3.2 Pemilihan peralatan pemecah batu ........................................ 2.3.3 Penimbunan agregat ............................................................... 2.4 Sifat fisik agregat dan hubungan dengan kinerja campuran beraspal . 2.4.1 Ukuran butir ............................................................................ 2.4.2 Gradasi .................................................................................... 2.4.3 Kebersihan agregat ................................................................. 2.4.4 Kekerasan ............................................................................... 2.4.5 Bentuk butir agregat ................................................................ 2.4.6 Tekstur permukaan butir ......................................................... 2.4.7 Daya serap agregat ................................................................ 2.4.8 Kelekatan terhadap aspal .......................................................
1 2 2 2 2 4 4 5 5 6 8 12 13 14 14 15 17 17 17 18 18 19
3
Jenis pengujian dan persyaratan bahan agregat untuk campuran beraspal 3.1 Jenis pengujian dan persyaratan bahan agregat untuk campuran beraspal panas dengan menggunakan aspal keras ......................... 3.1.1 Jenis pengujian dan persyaratan agregat ............................. 3.1.2 Persyaratan gradasi agregat gabungan ................................ 3.2 Jenis pengujian dan persyaratan bahan agregat untuk campuran beraspal panas dengan menggunakan asbuton ................................ 3.2.1 Jenis pengujian dan persyaratan agregat ............................... 3.2.2 Jenis pengujian dan persyaratan asbuton butir ...................... 3.2.3 Persyaratan gradasi agregat gabungan .................................. 3.3 Jenis pengujian dan persyaratan bahan agregat untuk campuran beraspal hangat dengan menggunakan asbuton .............................. 3.3.1 Jenis pengujian dan persyaratan agregat ............................... 3.3.2 Jenis pengujian dan persyaratan asbuton butir ..................... 3.3.3 Persyaratan gradasi agregat gabungan ..................................
19
Daftar Pustaka
Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
ii
19 19 19 20 20 21 21 22 22 22 23
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
BAHAN AGREGAT UNTUK CAMPURAN BERASPAL LAPIS PONDASI 1. Pendahuluan Campuran beraspal adalah suatu kombinasi campuran bahan antara agregat dengan bahan pengikat aspal, pada umumnya merupakan bahan dari lapis permukaan dan lapis pondasi pada konstruksi perkerasan beraspal atau perkerasan lentur. Apabila dalam pencampuran dilakukan secara panas atau hangat (dengan perbandingan dan temperatur tertentu) maka campuran tersebut disebut sebagai campuran beraspal panas atau hangat dan aspal yang digunakan adalah jenis aspal keras dengan atau tanpa dimodifikasi, dimana biasanya pencampuran dilakukan di Unit Pencampur Aspal (Asphalt Mixing Plant). Pada temperatur udara, aspal keras hampir mendekati sifat benda padat sehingga tidak dapat bercampur baik dengan agregat. Apabila pencampuran dilakukan secara dingin (pencampuran dilakukan dengan tanpa pemanasan melainkan pada temperatur udara) maka campuran tersebut disebut sebagai campuran beraspal dingin dan aspal yang digunakan adalah jenis aspal cair atau aspal emulsi. Dalam campuran beraspal, agregat berperan sebagai tulangan sedangkan aspal berperan sebagai pengikat atau lem antar partikel agregat. Pada campuran beraspal, agregat merupakan komponen utama dari struktur perkerasan jalan yang memberikan kontribusi sampai 90-95% agregat berdasarkan persentase berat campuran atau 75-85 % agregat berdasarkan persentase volume campuran, dengan demikian kualitas perkerasan jalan ditentukan juga dari sifat agregat dan hasil campuran agregat dengan material lain. Sedangkan sifat-sifat fisik aspal sangat mempengaruhi perencanaan, produksi dan kinerja campuran beraspal. Agregat atau batuan untuk campuran beraspal umumnya diklasifikasikan berdasarkan sumbernya, seperti contohnya agregat alam, agregat hasil pemrosesan, agregat buatan atau agregat artifisial. Sifat-sifat mekanis dalam campuran beraspal diperoleh dari friksi dan kohesi dari bahan-bahan pembentuknya, friksi agregat diperoleh dari ikatan antar butir agregat (inter-locking), dan kekuatannya tergantung pada gradasi, tekstur permukaan, bentuk butiran dan ukuran agregat maksimum yang digunakan. Sedangkan sifat kohesinya diperoleh dari sifat-sifat aspal yang digunakan. Oleh sebab itu kinerja campuran beraspal sangat dipengaruhi oleh sifat-sifat agregat dan aspal serta sifat-sifat campuran padat yang sudah terbentuk dari kedua bahan tersebut. Untuk itu sifat agregat yang harus diperiksa, antara lain adalah : ukuran butir, gradasi, kebersihan, kekerasan, bentuk partikel, tekstur permukaan, penyerapan, dan kelekatan terhadap aspal. Sedangkan untuk sifat aspal yang harus diperiksa, antara lain adalah : durabilitas, adesi dan kohesi, kepekaan terhadap temperatur, pengerasan dan penuaan.
2. Agregat Agregat atau batu, atau granular material adalah material berbutir yang keras dan kompak. Istilah agregat mencakup antara lain batu bulat, batu pecah, abu batu, dan pasir. Agregat merupakan komponen utama pada lapisan perkerasan jalan. Daya dukung perkerasan jalan ditentukan sebagian besar oleh karakteristik agregat yang digunakan.
Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
1
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
Pemilihan agregat yang tepat dan memenuhi persyaratan akan sangat menentukan dalam keberhasilan pembangunan atau pemeliharaan jalan.
2.1. Klasifikasi Agregat Klasifikasi agregat atau batuan dibedakan berdasarkan proses pembentukannya, yaitu : 1). Batuan beku (Igneous rocks), 2). Batuan sedimen (sedimentary rocks), dan 3). Batuan metamorpik (metamorphic rock), Klasifikasi umum agregat/batuan dapat dilihat pada Tabel 1. berikut ini : Tabel 1. Klasifikasi umum agregat/batuan Batuan Induk
Kelompok Batuan Karbonat
Batuan Sedimen Silika
Batuan Foliasi / berurat Batuan Metamorpik Batuan Nonfoliasi atau tidak berurat
Batuan Beku Dalam
Batuan Beku
Batuan Beku Luar
Nama Batu Batu Gamping Dolomit Pasir kelempungan Batu Pasir Kert / Rijang Konglomerat Breksi Gneiss Skista / Sekis Ampibolit Batu Tulis / Slit Kwarsa Pualam Serpentinit Granit Sienit Diorit Gabro Peridotit Pirokenit Hormoblende Obsidian Pumis Tuffa Riolit Trakit Andesit Diabas Basal
Sumber: The Asphalt Institute, 1983
2.1.1. Batuan Beku Batuan beku berasal dari magma yang mendingin dan memadat. Terdapat 2 jenis batuan beku yaitu : batuan beku dalam (intrusive igneous rock) dan batuan beku luar (extrusive igneous rock) 1). Batuan beku dalam, terbentuk dari magma yang terjebak dalam patahan kulit bumi dan kemudian mendingin dan membeku membentuk suatu struktur kristal. Oleh sebab itu batuan jenis ini banyak dijumpai dalam bentuk dan penampakan kristalin. Proses pergeseran kulit bumi dan erosi menyebabkan terangkutnya atau keluarnya batuan beku dalam ini ke permukaan sehingga batuan ini bisa ditambang dan digunakan. Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
2
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
Contoh dari batuan ini adalah : granit, diorit dan gabro. 2). Batuan beku luar, terbentuk dari magma yang keluar ke permukaan bumi selama aktivitas erupsi vulkanis dan aktivitas geologi lainnya. Karena berada di daerah terbuka, maka magma ini cepat mendingin dan membentuk struktur penampakan batuan seperti kaca. Contoh dari batuan ini adalah : kaolit, andesit, obsidian, batu apung dan basal.
2.1.2. Batuan Sedimen Batuan ini terbentuk dari endapan sedimen (partikel halus) dalam air. Batuan sedimen ini dapat berupa butiran atau fragmen mineral (contohnya : pasir ataupun pasir kelempungan), bekas jasad binatang (contohnya : batuan kapur), bekas tanaman (contohnya : batu bara). Batuan sedimen dapat juga terbentuk dari produk akhir dari reaksi kimia atau penguapan (contohnya : garam dan gipsum) atau kombinasi dari jenis material ini. Ada 2 istilah yang dipakai pada batuan sedimen, yaitu : batuan silika dan karbonat. o o
Batuan sedimen silika adalah batuan sedimen yang banyak mengandung silika. Sedangkan batuan sedimen yang banyak mengandung kalsium karbonat disebut batuan sedimentasi karbonat.
Berdasarkan cara terbentuknya batuan sedimen dapat dibagi 3, yaitu : 1). Batuan sedimen terbentuk secara mekanik, seperti : konglomerat, breksi, batu pasir, batu lempung. (Batuan ini termasuk batuan sedimen silika). 2). Batuan sedimen yang terbentuk secara kimiawi, seperti : batu gamping, garam dan gipsum. 3). Batuan sedimen yang terbentuk secara organis, seperti : batu bara, batu gamping dan opal.
2.1.3. Batuan Metamorpik atau Malihan Batuan metamorpik atau dikenal juga dengan nama batuan malihan berasal dari batuan sedimen atau batuan beku yang telah mengalami perubahan karena tekanan dan panas yang intensif di dalam bumi atau akibat reaksi kimia yang kuat. Karena kompleksnya proses pembentukan formasi batuan ini, maka agak sulit untuk menentukan bentuk asli dari batuannya. Beberapa jenis dari batuan metamorpik memiliki suatu sifat yang berbeda dengan susunan mineral yang berbentuk lapisan atau bidang. Membelah batuan jenis ini sepanjang arah bidang belahnya adalah lebih mudah dari pada membelahnya dalam arah lainnya. Batuan metamorpik yang memiliki jenis struktur seperti ini disebut batuan berlapis (berfoliasi). Contoh dari batuan berfoliasi adalah : skis dan flit (terbentuk dari material batuan beku) dan shale (terbentuk dari material batuan sedimentasi). Tidak semua batuan metamorpik memiliki sifat foliasi. Batuan marmer (terbentuk dari batuan kapur) dan batuan kwarsit (dari batu pasir) adalah jenis umum dari batuan metamorpik tanpa foliasi. Batuan seperti ini disebut juga batuan metamorpik yang masif.
2.2. Jenis Agregat Jenis batuan atau agregat untuk campuran beraspal umumnya dibedakan berdasarkan sumbernya, yaitu : Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
3
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
1). Agregat alam, 2). Agregat hasil pemrosesan, 3). Agregat buatan atau agregat artifisial.
2.2.1. Agregat Alam (Natural Aggregates) Agregat alam adalah agregat yang digunakan dalam bentuk alamiahnya dengan sedikit atau tanpa pemrosesan sama sekali. Agregat ini terbentuk dari proses erosi alamiah atau proses pemisahan akibat angin, air, pergeseran es, dan reaksi kimia. Bentuk individual partikelnya merupakan hasil dari aksi agen pada partikel itu sendiri. Aliran gletser dapat menghasilkan bahan dalam bentuk bongkahan bulat dan batu kerikil, sedangkan aliran air menghasilkan batuan yang bulat licin. Dua jenis utama dari agregat alam yang digunakan untuk konstruksi jalan adalah : pasir dan kerikil. Berdasarkan ukuran besar butir, agregat alam ini dibedakan atas : 1). Kerikil, biasanya didefinisikan sebagai agregat yang berukuran lebih besar 6,35 mm 2). Pasir, didefinisikan sebagai partikel yang lebih kecil dari 6,35 mm tetapi lebih besar dari 0,075 mm, 3). Mineral pengisi (Filler), partikel yang lebih kecil dari 0,075 mm, biasanya didominasi oleh partikel lempung dan lanau. Kerikil dan lempung selanjutnya diklasifikasikan menurut sumbernya. Material yang diambil dari tambang terbuka (open pit) dan digunakan tanpa proses lebih lanjut disebut material dari tambang terbuka (pit run materials) dan bila diambil dari sungai (steam bank) disebut material sungai (steam bank materials). Deposit batu koral memiliki komposisi yang bervariasi tetapi biasanya mengandung pasir dan lempung. Pasir pantai terdiri dari partikel yang agak seragam dan pasir sungai sering mengandung koral, lempung dan lanau dalam jumlah yang lebih banyak. Secara garis besar ada dua sifat yang perlu diperhatikan dalam pemilihan agregat untuk konstruksi jalan yaitu sifat yang merupakan kesepakatan (consessus properties), yaitu angularitas, tekstur permukaan, kepipihan dan kandungan lempung, dan sifat alamiahnya (natural properties), yaitu kekerasan. Bila kedua sifat ini terpenuhi maka akan didapatkan suatu struktur perkerasan yang baik, kuat dan tahan lama. Pada Tabel 2. ditunjukkan sifat-sifat agregat, jenis pengujian dan tipikal nilai sifat yang disyaratkan. Tabel 2. Sifat, Jenis Pengujian dan Persyaratan Agregat No.
Sifat Agregat
1.
Kekerasan
2.
Keausan
3.
Kelekatan Terhadap aspal Pelapukkan
4. 5.
Kontribusi terhadap kekuatan
Jenis Pengujian -
Crushing Test Impact Test Abration Test Polishing Test
-
Kelekatan Stabilitas rendaman Absorbsi Natrium dan magnesium Sulfat Angularitas Flakiness dan Elongation Gradasi
Sumber :
Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
4
Persyaratan Maks 40% Min 95% Min 75% Maks 3% - 95/90 - Maks 10 - lihat spek.
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
2.2.2. Agregat yang diproses Agregat yang diproses adalah agregat yang telah dipecahkan dan disaring sebelum digunakan. Pemecahan agregat dilakukan karena tiga alasan : untuk merubah tekstur permukaan partikel dari licin ke kasar, untuk merubah bentuk partikel dari bulat ke angular, dan untuk mengurangi serta meningkatkan distribusi dan rentang ukuran partikel. Untuk batuan krakal yang besar, tujuan pemecahan batuan krakal ini, adalah : untuk mendapatkan ukuran batu yang dapat dipakai, juga untuk merubah bentuk dan teksturnya. Gambar 1. berikut ini, menunjukkan kegiatan pemrosesan agregat di lapangan
Gambar 1. Pemrosesan Agregat di Lapangan
Penyaringan yang dilakukan pada agregat yang telah dipecahkan akan menghasilkan partikel agregat dengan rentang gradasi tertentu. Mempertahankan gradasi agregat yang dihasilkan adalah suatu faktor yang penting untuk menjamin homogenitas dan kualitas campuran beraspal yang dihasilkan. Untuk alasan ekonomi, pemakaian agregat pecah yang diambil langsung dari pemecah batu (tanpa penyaringan atau dengan sedikit penyaringan) dapat dibenarkan. Kontrol yang baik dari operasional pemecahan dapat menentukan apakah gradasi agregat yang dihasilkan memenuhi spesifikasi pekerjaan atau tidak. Batu pecah (baik yang disaring atau tidak) disebut agregat pecah dan memberikan kualitas yang baik bila digunakan untuk konstruksi perkerasan jalan.
2.2.3. Agregat buatan Sebagai bahan perkerasan jalan agregat yang akan digunakan harus memenuhi beberapa persyaratan tertentu agar struktur perkerasan yang dihasilkan cukup kuat dan stabil untuk menahan beban lalu lintas. Persyaratan ini harus dipenuhi tidak saja oleh agregat alam tetapi juga oleh agregat buatan. Agregat buatan tidak terdapat di alam, batuan ini didapatkan dari proses kimia atau fisika dari beberapa material sehingga menghasilkan suatu material baru yang sifatnya menyerupai agregat. Beberapa jenis dari agregat ini merupakan hasil sampingan dari proses industri dan dari proses material mentah yang sengaja diproses agar dapat digunakan sebagai mineral agregat pengisi (filler). Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
5
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
Banyak jenis agregat buatan yang dapat digunakan sebagai bahan konstruksi jalan, salah satu contohnya adalah slag. Blast furnace slag dan steel slag (lihat Gambar 2.) adalah material buatan yang merupakan produk sampingan dari industri baja yang telah banyak digunakan untuk meningkatkan kinerja campuran beraspal. Batuan ini adalah substansi nonmetalik yang timbul ke permukaan dari pencairan/peleburan biji besi selama proses peleburan. Pada saat menarik besi dari cetakan, slag ini akan pecah menjadi partikel yang lebih kecil baik melalui Gambar 2. Slag, hasil sampingan perendaman ataupun memecahkanya setelah dari Industri Baja dingin. Pembuatan agregat buatan secara langsung adalah suatu yang relatif baru. Agregat ini dibuat dengan membakar tanah liat, shale, glass vulkani dan material lainnya. Produk akhir yang dihasilkan biasanya agak ringan dan tidak memiliki daya tahan terhadap keausan yang tinggi. Agregat buatan dapat digunakan untuk dek jembatan atau untuk perkerasan jalan dengan mutu sebaik lapisan permukaan yang mensyaratkan ketahanan gesek maksimum. Sebelum digunakan, agregat buatan ini harus juga diperiksa sifat-sifatnya di laboratorium. Pengujian-pengujian standar yang parameternya disyaratkan dalam spesifikasi kadangkala belum mencukupi atau mungkin tidak begitu diperlukan untuk menyatakan bahwa agregat buatan ini dapat digunakan sebagai bahan konstruksi jalan khususnya untuk campuran beraspal. Agregat buatan, terutama yang berbasis logam, harus juga diuji sifat kimia dan potensi kembang susutnya (swelling potential). Penggunaan agregat ini dalam campuran beraspal mungkin akan menimbulkan masalah pengelupasan aspal (striping) atau mungkin disintergrasi pada campuran.
2.3.
Produksi Agregat
Tipikal Gambar unit produksi agregat diperlihatkan pada Gambar 3. dan skematik produksi agregat pada Gambar 4.
Gambar 3. Unit Produksi Agregat
Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
6
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
Gambar 4. Skematik Produksi Agregat
Efesiensi dan efektivitas produksi agregat untuk campuran beraspal ditentukan oleh pengaturan dan pengawasan yang dilakukan pada unit pemecah batu (stone crusher). Sebelum masuk ke unit pemecah batu, bahan baku batuan harus sudah memenuhi persyaratan kekerasan dan keawetan. Demikian juga setelah keluar dari unit produksi, harus memenuhi persyaratan sifat fisik yang ditentukan dalam spesifikasi. Unit produksi agregat dapat diklasifikasikan berdasarkan urutan pemecahannya, yaitu pemecah primer, sekunder, tersier dan seterusnya. Pemecah primer langsung menerima bahan baku dari kuari dan kemudian memperkecil ukuran bahan baku tersebut dengan cara dipecahkan. Hasil dari pemecah primer masuk ke pemecah sekunder dan demikian seterusnya sampai diperoleh ukuran butir yang disyaratkan. Jika bahan baku batuan tersebut mengandung tanah atau kotoran organik lainnya, maka harus dilakukan penanganan khusus terlebih dahulu untuk menghilangkan kotorannya. Sering dijumpai bahan baku batuan yang mengandung lempung masuk ke unit pemecah batu. Akibatnya kotoran dan tanah lempung tersebut bersatu dengan agregat hasil pemecahan. Secara visual fraksi abu batu akan terlihat menggumpal dan jika dimasukkan ke air akan terlihat kotor (air menjadi keruh). Dengan mengacu pada spesifikasi mengenai batas kandungan lempung maka agregat hasil produksi tersebut harus ditolak bila dipakai sebagai agregat untuk campuran beraspal. Pemakaian agregat yang kotor akan Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
7
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
memberi pengaruh yang negatif pada kinerja campuran beraspal nantinya, salah satunya adalah campuran beraspal mudah mengalami retak akibat dari rendahnya ikatan antar agregat dengan aspal. Untuk membersihkan bahan baku batuan tersebut dapat digunakan beberapa cara, antara lain dengan pemisahan (scalping), pengerikan (scrubbing) atau dengan pencucian (dewatering), seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5.
a. Metoda Scalping
b. Metoda Scalping dan Washing
Gambar 5. Usaha untuk menghilangkan Kotoran dari Agregat
Metoda pemisahan (scalping) untuk memisahkan batuan yang kecil dan besar bertujuan selain untuk efesiensi alat juga dapat mengurangi masuknya lempung ke unit pemecah batu. Dengan penggunaan scalping, kapasitas produksi alat pemecah batu dapat ditingkatkan sampai dengan 15 %. Pengerikan (scrubbing) dilakukan dalam suatu alat pencuci yang prinsip kerjanya adalah melepaskan kotoran dan lempung yang menempel pada pasir dan kerikil dengan cara menyemprotkan air dan mengaduk-aduk. Setelah terlepas kemudian dilakukan penyaringan untuk memisahkan lempung tersebut dari pasir dan kerikil. Pencucian (dewatering) dilakukan dengan cara penyaringan basah dengan menggunakan saringan yang dapat digetarkan dengan frekuensi yang tinggi. Saringan terbuat dari bahan dengan tahanan gesek yang rendah seperti dari bahan plastik atau karet, sehingga pasir dan kerikil dapat bergerak lebih bebas. Pada umumnya klasifikasi pemecah batu yang digunakan berdasarkan urutan pemecahan tersebut adalah sebagai berikut : 1). Pemecah primer : digunakan pemecah batu jenis jaw, gyratory atau hammer mill 2). Pemecah sekunder : digunakan pemecah batu jenis konus, roll atau hammer mill 3). Pemecah tersier : digunakan pemecah batu jenis roll, rod mill atau ball mill.
2.3.1.
Jenis pemecah batu
Sedangkan jenis pemecah batu, meliputi 4 macam, yaitu : 1). Pemecah batu jenis jaw 2). Pemecah batu jenis gyratory dan konus (cone) 3). Pemecah batu jenis bentur (impact) 4). Pemecah batu jenis silinder (roll) 2.3.1.1. Pemecah batu jenis jaw Mesin pemecah batu jenis jaw (jaw crusher) atau jenis rahang penjepit, pada umumnya
Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
8
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
terdiri atas dua buah pelat yang salah satu pelatnya berada pada posisi tetap dan pelat lainnya bergerak yang didorong oleh satu (single) atau dua (double) batang penggerak (toggle) sebagai penghantam. Penggerak tunggal digunakan untuk pemecah pertama dan penggerak ganda untuk pemecah kedua (lihat Gambar 6.).
(a) Penggerak tunggal
(b) Penggerak ganda
Gambar 6. Pemecah batu jenis jaw
Jaw crusher adalah jenis pemecah batu yang paling banyak digunakan untuk pemecah primer (primary crusher). Jenis ini paling efektif digunakan untuk batuan sedimen sampai batuan yang paling keras seperti granit atau basal. Jaw crusher merupakan mesin penekan (compression) dengan rasio pemecahan/ pengurangannya (ratio of reduction) adalah 6 : 1. Untuk material hasil peledakan, ukuran butir sampai dengan 90 % dari ukuran bukaan atas (top opening) masih dapat dipecahkan dengan baik. Untuk kerikil, karena umumnya berbentuk bulat, disarankan pemakaian material dengan ukuran butir 80 % dari bukaan atas (top opening). 2.3.1.2. Pemecah batu jenis gyratory dan konus a. Pemecah batu jenis gyratory Pemecah batu jenis gyratory ini mempunyai konus yang bergerak berputar dan bergoyang turun naik dengan sudut bervariasi. Konus bagian dalam berputar secara eksentris, seperti diperlihatkan pada Gambar 7. Mesin jenis ini dapat digunakan untuk batu yang abrasif, kasar dan kenyal. Berat mesin antara 5 dan 10 kali berat pemecah jenis jaw. Ratio pemecahan/pengurangannya (ratio of reducetion) bervariasi dari 5,5 : 1 sampai 7,5 : 1 dengan nilai rata-rata 6,5 : 1. Produksinya menghasilkan batu yang lebih halus dari pada hasil pemecah jenis jaw. Beberapa keuntungan dibandingkan dengan pemecah jenis jaw adalah dapat menangani ukuran batu yang beragam, hemat energi, dapat menangani batu yang basah dan sedikit berlempung. Walaupun jenis mesin ini 3 kali lebih mahal dari pada pemecah jenis jaw, namun outputnya lebih tinggi. Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
9
Gambar 7. Pemecah batu jenis gyratory
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
b. Pemecah batu jenis konus
Mesin jenis konus ini sama dengan jenis gyratory di atas kecuali mempunyai konus yang lebih pendek, bukaan yang lebih kecil, berputar lebih cepat (dari 430 rpm sampai 580 rpm), dan menghasilkan agregat dengan ukuran yang lebih seragam (lihat Gambar 8.). Pemecah batu jenis konus digunakan secara luas sebagai mesin pemecah batu sekunder dan tersier seperti halnya jenis jaw yang umum digunakan untuk pemecah batu primer. Pemecah jenis konus merupakan mesin serba guna untuk pasir dan kerikil serta material yang memiliki ukuran butir (sebelum dipecah) 20 cm - 25 cm, yang tidak memerlukan lagi pemecah primer. Untuk batu hasil ledakan, pemecah jenis konus berfungsi sebagai pemecah lanjutan dan/atau pemecah akhir setelah pemecah primer. Jenis pemecah batu konus yang standar dapat memecah batu dengan rasio pemecahan 6 - 8 : 1, mengurangi ukuran material menjadi minimum kurang dari 20 mm. Sementara jenis konus halus dapat mengurangi material menjadi kurang dari 6 mm dengan rasio pemecahan 4 - 6 : 1.
Gambar 8. Pemecah batu jenis konus
2.3.1.3. Pemecah batu jenis bentur (impact) Pada mesin ini batu dipecah dengan suatu seri pukulan palu yang dipasang pada posisi tetap atau posisi tergantung pada batang/tuas (shaft) dengan kecepatan tinggi. Proses pemecahan adalah dengan benturan bukan dengan tekanan dan hasilnya lebih berbentuk kubikal dari pada pemecah batu lainnya. Palu dan batang pemecah dapat diganti. Untuk jenis batu yang abrasif, frekuensi pemeliharaan akan lebih tinggi. Pemecah batu jenis bentur mempunyai beberapa variasi bentuk, yaitu jenis primer (primary), penggiling (hammer mills), dan batang vertikal atau horisontal (vertical/ horisontal shaft). Hammer mills merupakan jenis pemecah batu bentur (impact) yang paling banyak digunakan baik sebagai pemecah primer maupun sekunder. Bentuknya secara tipikal diperlihatkan pada Gambar 9, 10, 11, dan 12. a. Pemecah batu jenis bentur primer (primary impact) Jenis bentur primer dipakai terutama untuk batu kapur atau batu dengan nilai abrasi lebih rendah. Pemecah ini menghasilkan produk yang bentuknya kubikal meskipun semula merupakan batu lempengan. (lihat Gambar 10.) Ukuran alat pemecah ini umumnya menunjukkan bukaan pemasoknya (feed opening). Rasio pemecahan / pengurangannya (ratio of reduction) dapat mencapai 20 : 1. Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
10
Gambar 9. Pemecah bentur primer
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
b. Pemecah batu bentur batang horisontal (horizontal shaft impact crusher) Pemecah batu bentur batang horisontal menggabungkan kelebihan pemecah batu jenis bentur dengan teknologi bahan logam berlapis high chrome. Pemecah ini menghasilkan produk agregat berbentuk kubikal, bahkan untuk bahan baku batuan yang sebelumnya sangat abrasif untuk jenis pemecah batu bentur. Dengan rasio pemecahan (ratio of reduction) sampai dengan 12 : 1, alat ini dapat mengurangi atau bahkan menggantikan pemecah batu akhir. (lihat Gambar 10.) Hasil pemecahan dapat diatur dengan 2 (dua) cara. Yang pertama dengan mengubah kecepatan rotor, semakin cepat kecepatan rotor maka Gambar 10. Pemecah bentur produk yang dihasilkan semakin halus. Yang batang horizontal kedua dengan mengatur kedudukan pelat (Horizontal shaft impact) pemecah. c. Pemecah batu bentur batang vertikal (vertical shaft impact crushers) Pemecah ini berbentuk corong vertikal, dan sebagaimana batang horisontal, alat jenis ini juga mengguna-kan bahan logam berlapis high chrome. Tipe ini digunakan sebagai pemecah akhir dan dapat menghasilkan produk berbentuk kubikal. Material yang masuk dibatasi berukuran 5 - 8 cm, tergantung ukuran crusher. Pemecah jenis ini adalah mesin yang sangat baik dalam menghasilkan agregat yang berukuran 12 mm - 20 mm. Pada material yang abrasif, pemecah ini dapat ditambah rotor sehingga menghasilkan agregat yang kubikal. Gambar 11. Pemecah bentur Seperti pada pemecah bentur lainnya, perubahbatang vertikal (vertical shaft an kecepatan akan merubah gradasi keluaran. impact) Makin cepat putarannya maka makin halus ukuran agregat yang dihasilkan. d. Pemecah batu jenis bentur (hammer/lime mills impact crushers) Pemecah jenis penggiling merupakan jenis pemecah bentur yang paling banyak digunakan, sebagai pemecah batu primer atau sekunder. Batu dipecahkan dengan palu (hammer) yang berputar dengan kecepatan tinggi. Pemecah batu ini juga sering dipakai untuk memecahkan batu kapur berkualitas tinggi dan dipakai sebagai pemecah sekunder. Pemecah batu ini dapat menerima pasokan material berukuran sampai dengan 20 cm dan memiliki rasio pengurangan (ratio of reduction) sebesar 20 : 1.
Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
11
Gambar 12. Pemecah bentur penggiling (hammer/lime hills impact)
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
Pemilihan kapasitas/kemampuan untuk menerima pasokan material, kedudukan pelat pemecah dan kecepatan putaran akan menentukan gradasi agregat yang akan diperoleh. 2.3.1.4. Pemecah batu jenis silinder (roll crushers) Ada dua macam jenis pemecah batu roll yaitu silinder tunggal (single-rolle) serta silinder ganda (two-roll) atau lebih sampai dengan empat silinder. Pemecahan berlangsung di antara silinder yang berputar. Lihat masing-masing pada Gambar 13.
b. Silinder ganda
a. Silinder tunggal
c. Silinder triple
Gambar 13. Pemecah batu jenis silinder (roll crushers)
Silinder tunggal biasanya digunakan sebagai pemecah primer untuk bahan yang relatif lunak seperti batu bara, batu lempung, kapur lembek atau gipsum. Silinder ganda digunakan untuk batu yang lembek sampai batu yang keras dan dapat difungsikan sebagai pemecah awal, kedua atau lanjutan. Hasil produksi yang diperoleh berupa agregat dengan bentuk kubikal. Ukuran butir maksimum material yang dapat dipecahkan tergantung dari diameter silinder (roll) pemecahnya. Ukuran butir yang terlalu besar tidak akan dapat dipecahkan dengan baik. Ukuran maksimum butiran yang dapat dipecahkan dapat dihitung sebagai berikut : A = 2,54 (0,85 R + B);
dimana : A = ukuran butir maksimum yang dapat dipecahkan dengan baik, cm; R = jari-jari silinder (rolls), cm; dan B = ukuran butir hasil pemecahan, cm
2.3.2. Pemilihan peralatan pemecah batu Pemilihan peralatan pemecah batu harus mempertimbangkan hal-hal berikut ini untuk mendapatkan hasil produksi yang optimal.
Jenis batuan yang akan dipecah. Ukuran batu yang akan dipecah. Ukuran dan bentuk agregat yang diperlukan Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
12
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
Pemilihan alat mesin pemecah batu juga dipengaruhi oleh beberapa faktor lain, yaitu :
Peralatan kuari (quarry) batu, jenis dan ukuran alat penggali (shovel dippers) Metoda pengeboran dan peledakan. Metoda pemasokan bahan ke dalam mesin pemecah batu.
Pemilihan alat pemecah batu yang tepat harus diimbangi dengan pengoperasian yang tepat juga, beberapa hal yang perlu mendapat perhatian, antara lain :
Pengendalian pasokan bahan yang tetap (steady). Pembuangan kotoran, lempung dan bahan lainnya yang tidak perlu. Pemisahan batu berukuran lebih besar (oversize). Mesin harus dibersihkan dan ditangani sesuai dengan persyaratan tertentu.
Tabel 3. Kriteria Pemilihan Pemecah Batu No
Jenis Pemecah Batu
1
2
Rasio Pengurangan Terbaik
Maks.
Jaw
3-4 : 1
5-6 : 1
Silinder (Roll)
2-3 : 1
4:1
Silinder ganda Gyratory
Bentur (Impact)
Keterangan Untuk batu keras/abrasif Umumnya sebagai pemecah primer (ke-1) Untuk batu lunak & keras Hasil : kubikal Sebagai pemecah ke1.2. dst
Ukuran batu keras/abrasif
5:1
Sebagai pemecah ke-2 atau ke-3 Hasil : berukuran seragam
4-6 : 1 4 :1
8:1
Bentur primer
20 : 1
Batang horizontal
12 : 1
Batang vertikal (corong)
Hammer mills / Lime mills
Maks.
4-5 : 1 3-4 : 1
Konus 4
Terbaik
2-2-3 : 1
Silinder triple 3
Bukaan Pemasok
20 : 1
10 cm
Untuk batu kapur, abrasif rendah Hasil : kubikal 30 – 40 cm High chrome Untuk batu abrasive Hasil : kubikal 5 – 8 cm Pemecah sekunder High chrome Untuk batu abrasif Hasil : kubikal, chip ukuran 12 – 20 mm Pemecah sekunder 20 cm Hasil : halus
Sumber :
2.3.3.
Penimbunan agregat (stock pile)
Metoda penanganan agregat di stockpile mempunyai pengaruh besar pada perubahan gradasi agregat. Segregasi yang terjadi selama proses penumpukan, pemindahan, dan terkontaminasinya agregat dengan tanah sering terjadi. Untuk menghindari kejadian tersebut diperlukan keahlian dan pengetahuan yang cukup bagi operator loader. Gambar 14. memperlihatkan metode sederhana untuk mengurangi segregasi, seperti :
Mengurangi pemindahan agregat dan pemindahan hanya dilakukan jika kadar air agregat mendekati kadar air optimum. Menghindari penumpukan terlalu tinggi. Memberi muatan truk setinggi pintu belakang dan tidak terlalu tinggi. Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
13
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
Gambar 14. Penimbunan agregat untuk menghindari segregasi
2.4. Sifat-sifat fisik agregat dan hubungannya dengan kinerja campuran beraspal Pada campuran beraspal, agregat memberikan kontribusi sampai 90-95% terhadap berat campuran, sehingga sifat-sifat agregat merupakan salah satu faktor penentu dari kinerja campuran tersebut. Sifat agregat yang dapat menentukan kualitasnya sebagai bahan campuran, yaitu : 1). 2). 3). 4). 5). 6). 7).
Ukuran butir Gradasi Kebersihan Kekerasan Bentuk partikel Penyerapan Kelekatan terhadap aspal
2.4.1.
Ukuran butir
Ukuran agregat dalam suatu campuran beraspal terdistribusi dari yang berukuran besar sampai ke yang kecil. Semakin besar ukuran maksimum agregat yang dipakai semakin banyak variasi ukurannya dalam campuran tersebut. Ada dua istilah yang biasanya digunakan berkenaan dengan ukuran butir agregat, yaitu :
Ukuran maksimum, yang didefinisikan sebagai ukuran saringan terkecil yang meloloskan 100 % agregat. Ukuran nominal maksimum, yang didefinisikan sebagai ukuran saringan terbesar yang masih menahan maksimum dari 10 % agregat.
Contoh berikut ini mengilustrasikan perbedaan keduanya : Hasil analisa saringan menunjukan bahwa 100 % lolos saringan 25 mm. Agregat paling kasar tertahan pada saringan 19 mm. Dalam hal ini ukuran maksimum agregat adalah 25 mm dan ukuran nominal maksimumnya adalah 19 mm. Istilah-istilah lainnya yang biasa digunakan sehubungan dengan ukuran agregat yaitu : Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
14
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
Agregat kasar : Agregat yang tertahan saringan No. 8 (2,36 mm). Agregat halus : Agregat yang lolos saringan No. 8 (2,36 mm). Mineral pengisi: Fraksi dari agregat halus yang lolos saringan no. 200 (0,075 mm) minimum 75% terhadap berat total agregat. Mineral abu : Fraksi dari agregat halus yang 100% lolos saringan no. 200 (0,075 mm)
Mineral pengisi dan mineral abu dapat terjadi secara alamiah atau dapat juga dihasilkan dari proses pemecahan batuan atau dari proses buatan. Mineral ini penting artinya untuk mendapatkan campuran yang padat, berdaya tahan dan kedap air. Walaupun begitu, kelebihan atau kekurangan sedikit saja dari mineral ini akan menyebabkan campuran terlalu kering atau terlalu basah. Perubahan sifat campuran ini bisa terjadi hanya karena sedikit perubahan dalam jumlah atau sifat dari bahan pengisi atau mineral debu yang digunakan. Oleh karena itu, jenis dan jumlah mineral pengisi atau debu yang digunakan dalam campuran haruslah dikontrol dengan seksama.
2.4.2. Gradasi Gradasi agregat adalah pembagian ukuran butiran yang dinyatakan dalam persen dari berat total. Batas gradasi diperlukan sebagai batas toleransi dan merupakan suatu cara untuk menyatakan bahwa agregat yang terdiri atas fraksi kasar, sedang dan halus dengan suatu perbandingan tertentu secara teknis masih diijinkan untuk digunakan. Jika grafik terletak menuju ke bagian atas batas toleransi gradasi, agregat dinyatakan lebih halus dan sebaliknya apabila kurva menuju ke bagian bawah batas toleransi gradasi, agregat dinyatakan lebih kasar dari yang diinginkan. Seluruh spesifikasi perkerasan mensyaratkan bahwa partikel agregat harus berada dalam rentang ukuran tertentu dan untuk masing-masing ukuran partikel harus dalam proporsi tertentu. Distribusi dari variasi ukuran butir agregat ini disebut gradasi agregat. Gradasi agregat mempengaruhi besarnya rongga dalam campuran dan menentukan workabilitas (sifat mudah dikerjakan) dan stabilitas campuran. Untuk menentukan apakah gradasi agregat memenuhi spesifikasi atau tidak, diperlukan suatu pemahaman bagaimana ukuran partikel dan gradasi agregat diukur. Gradasi agregat ditentukan oleh analisa saringan, dimana contoh agregat harus melalui satu set saringan. Ukuran saringan menyatakan ukuran bukaan jaringan kawatnya dan nomor saringan menyatakan banyaknya bukaan jaringan kawat per inchi persegi dari saringan tersebut. Gradasi agregat dinyatakan dalam persentase berat masing-masing contoh yang lolos pada saringan tertentu. Persentase ini ditentukan dengan menimbang agregat yang lolos atau tertahan pada masing-masing saringan. Gradasi agregat dapat dibedakan atas : a). Gradasi seragam (uniform graded) / gradasi terbuka (open graded) Adalah gradasi agregat dengan ukuran yang hampir sama. Gradasi seragam disebut juga gradasi terbuka (open graded) karena hanya mengandung sedikit agregat halus sehingga terdapat banyak rongga/ruang kosong antar agregat. Campuran beraspal yang dibuat dengan gradasi ini bersifat porus atau memiliki permeabilitas yang tinggi, stabilitas rendah dan memiliki berat isi yang kecil. a)
Gradasi rapat (dense graded)
Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
15
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
Adalah gradasi agregat dimana terdapat butiran dari agregat kasar sampai halus, sehingga sering juga disebut gradasi menerus, atau gradasi baik (well graded). Suatu campuran dikatakan bergradasi sangat rapat bila persentase lolos dari masing-masing saringan memenuhi persamaan berikut: P = 100 (
d n ) D
dimana :
d = Ukuran saringan yang ditinjau D = Ukuran agregat maksimum dari gradasi tersebut n = 0,35 – 0,45
Campuran dengan gradasi ini memiliki stabilitas yang tinggi, agak kedap terhadap air dan memiliki berat isi yang besar. b) Gradasi senjang (gap graded) Adalah gradasi agregat dimana ukuran agregat yang ada tidak lengkap atau ada fraksi agregat yang tidak ada atau jumlahnya sedikit sekali, oleh sebab itu gradasi ini disebut juga gradasi senjang (gap graded). Campuran agregat dengan gradasi ini memiliki kualitas peralihan dari kedua gradasi yang disebutkan di atas. Pada Gambar 15. diilustrasikan ketiga jenis gradasi tersebut.
a. Gradasi Seragam
b. Gradasi Rapat
c. Gradasi Senjang
Gambar 15. Ilustrasi Gradasi Agregat
Bentuk gradasi agregat biasanya digambarkan dalam suatu grafik hubungan antara ukuran saringan dinyatakan pada sumbu horizontal dan prosentase agregat yang lolos saringan tertentu dinyatakan pada sumbu vertikal. Contoh macam-macam gradasi agregat secara tipikal ditunjukan pada Gambar 16.
Gambar 16. > Contoh tipikal macam-macam gradasi agregat
Persen Lolos (%)
100 80 60 40 20 0 0.01
0.1
1
10
100
Ukuran Saringan (mm) Gradasi Rapat
Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
Gradasi Senjang
16
Gradasi Seragam
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
2.4.3. Kebersihan agregat Dalam spesifikasi biasanya memasukan syarat kebersihan agregat, yaitu dengan memberikan suatu batasan jenis dan jumlah material yang tidak diinginkan (seperti tanaman, partikel lunak, lumpur dan lain sebagainya) berada dalam atau melekat pada agregat. Agregat yang kotor akan memberikan pengaruh yang jelek pada kinerja perkerasan, seperti berkurangnya ikatan antara aspal dengan agregat yang disebabkan karena banyaknya kandungan lempung pada agregat tersebut. Di lapangan, kebersihan agregat sering ditentukan secara visual. Kebersihan agregat dapat diuji di laboratorium dengan analisa saringan basah, yaitu dengan menimbang agregat sebelum dan sesudah dicuci lalu membandingkannya. Sehingga akan memberikan persentase agregat yang lebih halus dari 0,075 mm (No. 200). Pengujian setara pasir (Sand Equivalent Test) adalah satu metoda lainnya yang biasanya digunakan untuk mengetahui proporsi relatif dari material lempung yang terdapat dalam agregat yang lolos saringan No. 4,75 mm (No. 4).
2.4.4 Kekerasan (Toughness) Semua agregat yang digunakan harus kuat, mampu menahan abrasi dan degradasi selama proses produksi dan operasionalnya dilapangan. Agregat yang akan digunakan sebagai lapis permukaan perkerasan harus lebih keras (lebih tahan) dari pada agregat yang digunakan untuk lapis bawahnya. Hal ini disebabkan karena lapisan permukaan perkerasan akan menerima dan menahan tekanan dan benturan akibat beban lalu-lintas paling besar. Untuk itu, kekuatan agregat terhadap beban merupakan suatu persyaratan yang mutlak harus dipenuhi oleh agregat yang akan digunakan sebagai bahan jalan. Uji kekuatan agregat di laboratorium biasanya dilakukan dengan uji abrasi dengan mesin Los Angeles (Los Angeles Abration Test), uji beban kejut (Impact Test) dan uji ketahanan terhadap pecah (Crushing Test) . Dengan pengujian-pengujian tersebut kekuatan relatif agregat dapat diketahui.
2.4.5. Bentuk butir agregat Agregat memiliki bentuk butir dari bulat (rounded) sampai bersudut (angular), seperti yang diilustrasikan pada gambar 17. Bentuk butir agregat ini dapat mempengaruhi workabilitas campuran perkerasan selama penghamparan, yaitu dalam hal energi pemadatan yang dibutuhkan untuk memadatkan campuran, dan kekuatan struktur perkerasan selama umur pelayanannya. Bentuk partikel agregat yang bersudut memberikan ikatan antara agregat (agregate interlocking) yang baik yang dapat menahan perpindahan (displacement) agregat yang mungkin terjadi. Agregat yang bersudut tajam, berbentuk kubikal dan agregat yang memiliki lebih dari satu bidang pecah akan menghasilkan ikatan antar agregat yang paling baik.
Gambar 17. Tipikal bentuk butir kubikal, lonjong, dan pipih
Dalam campuran beraspal, penggunaan agregat yang bersudut saja atau bulat saja tidak akan menghasilkan campuran beraspal yang baik. Kombinasi penggunaan kedua Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
17
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
bentuk partikel agregat ini sangatlah dibutuhkan untuk menjamin kekuatan pada struktur perkerasan dan workabilitas yang baik dari campuran tersebut.
2.4.6. Daya serap agregat Keporusan agregat menentukan banyaknya zat cair yang dapat diserap agregat. Kemampuan agregat untuk menyerap air dan aspal adalah suatu informasi yang penting yang harus diketahui dalam pembuatan campuran beraspal. Jika daya serap agregat sangat tinggi, agregat ini akan terus menyerap aspal baik pada saat maupun setelah proses pencampuran agregat dengan aspal di unit pencampur aspal (AMP). Hal ini akan menyebabkan aspal yang berada pada permukaan agregat yang ber-guna untuk mengikat partikel agregat menjadi lebih sedikit sehingga akan menghasilkan film aspal yang tipis. Oleh karena itu, agar campuran yang dihasilkan tetap baik agregat yang porus memerlukan aspal yang lebih banyak dibandingkan dengan yang kurang porus. Agregat dengan keporusan atau daya serap yang tinggi biasanya tidak digunakan, tetapi untuk tujuan tertentu pemakaian agregat ini masih dapat dibenarkan asalkan sifat lainnya dapat terpenuhi. Contoh-contoh material seperti batu apung yang memiliki keporusan tinggi digunakan karena ringan dan tahan terhadap abrasi. Meskipun demikian perbedaan berat jenis harus dikoreksi mengingat semua perhitungan didasarkan pada prosentase Gambar 18. Agregat yang porus berat bukan volume.
2.4.7. Kelekatan terhadap aspal Kelekatan agregat terhadap aspal adalah kecenderungan agregat untuk menerima, menyerap dan menahan film aspal. Agregat hidrophobik (tidak menyukai air) adalah agregat yang memiliki sifat kelekatan terhadap aspal yang tinggi, contoh dari agregat ini adalah batu gamping dan dolomit. Sebaliknya, agregat hidrophilik (suka air) adalah agregat yang memiliki kelekatan terhadap aspal yang rendah. Sehingga agregat jenis ini cenderung terpisah dari film aspal bila terkena air. Kuarsit dan beberapa jenis granit adalah contoh agregat hidrophilik. Ada beberapa metoda uji untuk menentukan kelekatan agregat terhadap aspal dan kecenderungannya untuk mengelupas (stripping). Salah satu diantaranya dengan merendam agregat yang telah terselimuti aspal ke dalam air, lalu diamati secara visual. Tes lainnya adalah tes perendaman-mekanik. Tes ini menggunakan 2 contoh campuran, satu direndam dalam air dan diberikan energi mekanik dengan cara pengadukan, dan satunya lagi tidak. Kemudian kedua contoh ini diuji kekuatannya. Perbedaan kekuatan antara keduanya dapat dipakai sebagai indikator untuk dapat mengetahui kepekaan agregat terhadap pengelupasan.
Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
18
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
3. Jenis Pengujian dan Persyaratan Bahan Agregat Campuran Beraspal untuk lapis pondasi 3.1. Jenis Pengujian dan Persyaratan Bahan Agregat Campuran Beraspal Panas dengan menggunakan Aspal Keras untuk lapis pondasi 3.1.1. Jenis Pengujian dan Persyaratan Agregat Agregat terdiri dari beberapa fraksi, berdasarkan ukuran butirnya, terdiri dari :
Fraksi agregat kasar, adalah agregat yang tertahan diatas saringan 2,36 mm (no.8), dapat berupa batu pecah atau kerikil pecah Fraksi agregat halus, adalah agregat yang lolos saringan 2,36 mm (no.8), dapat berupa pasir alam atau hasil pemecah batu Bahan pengisi, agregat yang lolos saringan 0,28 mm (no 50) sebanyak paling sedikit 95 %, dapat berupa debu batu kapur, semen portland, atau abu terbang,
Pada umumnya fraksi kasar dan sedang dapat dikelompokan sebagai agregat kasar, sementara abu batu atau pasir sebagai agregat halus. Sebelum digunakan untuk pembuatan campuran, bahan agregat terlebih dahulu harus dilakukan pengujian laboratorium untuk kesesuaian mutunya dengan spesifikasi campuran beraspal panas, sebagaimana diperlihatkan pada tabel 4. berikut ini : Tabel 4.a. Jenis Pengujian dan Persyaratan Agregat Kasar Pengujian
Standar
Nilai
1. Abrasi dengan mesin Los Angeles
SNI 03-2417-1991
Maks. 40 %
2. Kelekatan agregat terhadap aspal
SNI 03-2439-1991
Min. 95 %
3. Kekekalan bentuk agregat terhadap larutan natrium dan magnesium sulfat
SNI 03-3407-1994
Maks.12 %
4. Material lolos Saringan No.200
SNI 03-4142-1996
Maks. 1 %
RSNI T-01-2005
Maks. 10 %
SNI 03-6877-2002
95/90 (*)
4. Agregat kasar bentuk pipih, lonjong, atau pipih dan lonjong (**) 6. Angularitas Sumber : Spesifikasi seksi 6.3. campuran beraspal panas, Desember 2006 Catatan : (*)
95/90 menunjukkan 95 % agregat kasar mempunyai muka bidang pecah satu atau lebih dan 90 % agregat kasar mempunyai muka bidang pecah dua atau lebih (**) Pengujian dengan perbandingan lengan alat uji terhadap poros 1 : 5
Tabel 4.b. Jenis Pengujian dan Persyaratan Agregat Halus Pengujian
Standar
Nilai
1. Nilai Setara Pasir
SNI 03-4428-1997
Min. 50 %
2. Material Lolos Saringan No. 200
SNI 03-4142-1996
Maks. 8%,
3. Angularitas
SNI 03-6877-2002
Min 45
Sumber : Spesifikasi seksi 6.3. campuran beraspal panas, Desember 2006
3.1.2. Persyaratan Gradasi Agregat Gabungan Persyaratan gradasi agregat gabungan untuk masing-masing jenis campuran beraspal untuk lapis pondasi, sebagaimana diperlihatkan pada tabel 5., yang harus mempunyai jarak terhadap batas-batas toleransi yang diberikan dalam tabel tersebut dan terletak di luar Daerah Larangan.
Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
19
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
Tabel 5. Persyaratan Gradasi Agregat Untuk Campuran Beraspal Panas Ukuran Ayakan ASTM 1½” 1” ¾” ½” 3/8” No.8 No.16 No.30 No.200
(mm) 37,5 25 19 12,5 9,5 2,36 1,18 0,600 0,075
% Berat Yang Lolos Lataston (HRS) Laston (AC) Base Base 100 90 – 100 100 Maks.90 90 - 100 65 - 100 1 35 - 55 19 – 45 15 - 35 2-9
3–7
DAERAH LARANGAN No.4 No.8
4,75 2,36
39,5 26,8 - 30,8
No.16 No.30 No.50
1,18 0,600 0,300
18,1 - 24,1 13,6 - 17,6 11,4
Sumber : Spesifikasi seksi 6.3, campuran beraspal panas, Desember 2006 Catatan : 1. Untuk HRS-Base, paling sedikit 80 % agregat lolos ayakan No.8 (2,36 mm) harus juga lolos ayakan No.30 (0,600 mm). Lihat contoh batas-batas “bahan bergradasi senjang” yang lolos ayakan No.8 (2,36 mm) dan tertahan ayakan No.30 (0,600 mm) dalam Tabel 6. 2. Untuk AC, digunakan titik kontrol gradasi agregat, berfungsi sebagai batas-batas rentang utama yang harus ditempati oleh gradasi-gradasi tersebut. Batas-batas gradasi ditentukan pada ayakan ukuran nominal maksimum, ayakan menengah (2,36 mm) dan ayakan terkecil (0,075 mm).
Tabel 6. Contoh Batas-batas “Bahan bergradasi senjang” % lolos No.8
40
50
60
70
% lolos No.30
Paling sedikit 32
Paling sedikit 40
Paling sedikit 48
Paling sedikit 56
Sumber : Spesifikasi seksi 6.3. campuran beraspal panas, Desember 2006
3.2.
Jenis Pengujian dan Persyaratan Bahan Agregat Campuran Beraspal Panas dengan menggunakan Asbuton untuk lapis pondasi
3.2.1. Jenis Pengujian dan Persyaratan Agregat Di dalam membuat rencana campuran, diperlukan pengambilan contoh agregat. • Agregat yang digunakan untuk membuat campuran rencana awal diambil dari stockpile atau dari bin dingin. • Untuk Unit Pencampur Aspal (UPCA, AMP) yang mempunyai bin panas, agregat diambil dari bin panas setelah dilakukan pengaturan pintu pengeluar (gate) agregat bin dingin berdasarkan komposisi fraksi agregat dari campuran rencana awal, dilanjutkan dengan pembuatan campuran rencana kedua. Sebelum dilakukan perencanaan campuran beraspal, terlebih dahulu dilakukan pengujian dengan jenis sesuai dengan persyaratan pada Tabel 7. dan 8. Tabel 7. Ketentuan Agregat Kasar No 1. 2. 3. 4. 5.
Pengujian Abrasi dengan mesin Los Angeles Kelekatan agregat terhadap aspal Angularitas agregat kasar Partikel Pipih dan Lonjong (**) Material lolos Saringan No.200
Standar
Nilai
SNI 03-2417-1991 SNI 03-2439-1991 SNI 03-6877-2002 RSNI T-01-2005 SNI 03-4142-1996
Maks. 40 % Min. 95 % 95/90 (*) Maks. 10 % Maks. 1 %
Sumber : Spesifikasi khusus, seksi 6.3.a. Campuran Beraspal Panas dengan Asbuton, Des. 2006
Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
20
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
Catatan : (*) 95/90 menunjukkan 95% agregat kasar mempunyai muka bidang pecah satu atau lebih dan 90% agregat kasar mempunyai muka bidang pecah dua atau lebih. (**) Pengujian dengan perbandingan lengan alat uji terhadap poros 1 : 5
Tabel 8. Ketentuan Agregat Halus No. 1. 2. 3.
Pengujian Nilai Setara Pasir Material Lolos Saringan No. 200 Angularitas
Standar
Nilai
SNI 03-4428-1997 SNI 03-4142-1996 SNI 03-6877-2002
Min. 50 % Maks. 8 % Min 45
Sumber : Spesifikasi khusus, seksi 6.3.a. Campuran Beraspal Panas dengan Asbuton, Des. 2006
3.2.2. Jenis Pengujian dan Persyaratan Asbuton Butir Jenis Asbuton Butir yang dapat digunakan adalah salah satu dari Asbuton butir yang memenuhi ketentuan sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 9. Tabel 9. Persyaratan Asbuton Butir No.
Sifat-sifat Asbuton
1. 2.
Kadar bitumen asbuton; (%) Ukuran butir asbuton butir - Lolos Saringan No.4 (4,75 mm); (%) - Lolos Saringan No.8 (2,36 mm); (%) - Lolos Saringan No.16 (1,18 mm);(%) Kadar air; (%) o Penetrasi aspal asbuton pada 25 C, 100 g, 5 detik; (0,1 mm).
3. 4.
Metoda Pengujian
Tipe 5/20
Tipe 15/20
Tipe 15/25
Tipe 20/25
Tipe 30/25
SNI 03-3640-94
18-22
18-22
23-27
23-27
23-27
SNI 03-1968-90 SNI 03-1968-90 SNI 03-1968-90 SNI 06-2490-91 SNI 06-2456-91
100 100 100 Min. 95 Min. 95 Min. 95 Maks.2 Maks.2 Maks.2 ≤ 10 10 – 18 10 – 18
100 100 Min. 95 Min. 95 Min. 75 Min. 75 Maks.2 Maks.2 19 - 22 28 – 32
Sumber : Spesifikasi khusus, Campuran Beraspal Panas dengan Asbuton Butir, Des 2006 Keterangan: 1. Asbuton butir Tipe 5/20 : Kelas penetrasi bitumen 5 (0,1 mm) dan kelas kadar bitumen 20 %. 2. Asbuton butir Tipe 15/20 : Kelas penetrasi bitumen 15 (0,1 mm) dan kelas kadar bitumen 20 %. 3. Asbuton butir Tipe 15/25 : Kelas penetrasi bitumen 15 (0,1 mm) dan kelas kadar bitumen 25 %. 4. Asbuton butir Tipe 20/25 : Kelas penetrasi bitumen 20 (0,1 mm) dan kelas kadar bitumen 25 %. 5. Asbuton butir Tipe 30/25 : Kelas penetrasi bitumen 30 (0,1 mm) dan kelas kadar bitumen 25 %.
3.2.3. Persyaratan gradasi agregat gabungan Persyaratan gradasi gabungan dari agregat, mineral asbuton serta bahan pengisi (bila diperlukan) diperlihatkan pada Tabel 10. Tabel 10. Gradasi Agregat Gabungan Asbuton Campuran Beraspal Panas Ukuran Ayakan
% Berat Yang Lolos
ASTM
(mm)
AC-Base Asb
1½” 1” ¾” ½” 3/8” No.4 No.8 No.16 No.30 No.200
37,5 25 19 12,5 9,5 4,75 2,36 1,18 0,600 0,075
100 90 – 100 Maks.90
Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
19 – 45
3–7
21
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
Tabel 10. Gradasi Agregat Gabungan Asbuton Campuran Beraspal Panas (Lanjutan) Ukuran Ayakan
% Berat Yang Lolos
ASTM
(mm)
No.4 No.8 No.16 No.30 No.50
4,75 2,36 1,18 0,600 0,300
AC-Base Asb
DAERAH LARANGAN
Sumber :
39,5 26,8 - 30,8 18,1 - 24,1 13,6 - 17,6 11,4
Spesifikasi khusus, seksi 6.3.a. Campuran Beraspal Panas dengan Asbuton, Des. 2006
3.3. Jenis Pengujian dan Persyaratan Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Hangat dengan menggunakan Asbuton 3.3.1. Jenis Pengujian dan Persyaratan Agregat Agregat yang digunakan untuk FCK diambil dari stockpile. Penyerapan air oleh agregat maksimum 3 %. Berat jenis (bulk specific gravity) agregat kasar dan halus minimum 2,5 dan perbedaannya tidak boleh lebih dari 0,2. Fraksi agregat kasar untuk rancangan adalah tertahan ayakan No.8 (2,36 mm) dan harus bersih, keras, awet dan bebas dari lempung atau bahan yang tidak dikehendaki lainnya dan memenuhi ketentuan yang diberikan dalam Tabel 11. Tabel 11. Ketentuan Agregat Kasar No
Pengujian
Standar
Nilai
1
Abrasi dengan mesin Los Angeles
SNI 03-2417-1991
Maks. 40 %
2
Kelekatan agregat terhadap aspal
SNI 03-2439-1991
Min. 95 %
3
Angularitas
SNI 03-6877-2002
95/90 (*)
4
Partikel Pipih dan Lonjong (**)
ASTM D-4791
Maks. 10 %
5
Material lolos Saringan No.200
SNI 03-4142-1996
Maks. 1 %
Sumber : Spesifikasi khusus, Campuran Beraspal Hangat dengan Asbuton Butir, Des. 2006 Catatan : (*) 95/90 menunjukkan bahwa 95% agregat kasar mempunyai muka bidang pecah satu atau lebih dan 90% agregat kasar mempunyai muka bidang pecah dua atau lebih. (**) Pengujian dengan perbandingan lengan alat uji terhadap poros 1 : 5
Agregat halus harus memenuhi ketentuan sebagaimana ditunjukkan Tabel 12. Tabel 12. Ketentuan Agregat Halus No
Pengujian
Standar
Nilai
1
Nilai Setara Pasir
SNI 03-4428-1997
Min. 50 %
2
Material Lolos Saringan No. 200
SNI 03-4142-1996
Maks. 8 %
3
Angularitas
SNI 03-6877-2002
Min 45
Sumber : Spesifikasi khusus, Campuran Beraspal Hangat dengan Asbuton Butir, Des. 2006
3.3.2. Jenis Pengujian dan Persyaratan Asbuton Butir Jenis Asbuton Butir yang dapat digunakan adalah salah satu dari Asbuton butir yang memenuhi ketentuan sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 13. Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
22
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
Tabel 13. Persyaratan Asbuton Butir untuk Campuran Beraspal Hangat dengan Asbuton Sifat-sifat Asbuton Kadar bitumen asbuton; (%) Ukuran butir asbuton butir - Lolos Saringan No. 4 (4,75 mm); (%) - Lolos Saringan No. 8 (2,36 mm); (%) - Lolos Saringan No. 16 (1,18 mm); (%) Kadar air; (%) o Penetrasi aspal asbuton pada 25 C, 100 g, 5 detik; (0,1 mm).
Metoda
Tipe
Tipe
Tipe
Tipe
Tipe
Pengujian
5/20
15/20
15/25
20/25
30/25
18-22
18-22
23-27
23-27
23-27
SNI 03-3640-94
SNI 03-1968-90 SNI 03-1968-90 100 100 100 SNI 03-1968-90 Min. 95 Min. 95 Min. 95 SNI 06-2490-91 Maks. 2 Maks. 2 Maks. 2 SNI 06-2456-91 ≤ 10 10 – 18 10 – 18
100 100 Min. 95 Min. 95 Min. 75 Min. 75 Maks. 2 Maks. 2 19 - 22 28 – 32
Sumber : Spesifikasi khusus, Campuran Beraspal Hangat dengan Asbuton Butir, Des. 2006 Keterangan: 1. Asbuton butir Tipe 5/20 : Kelas penetrasi bitumen 5 (0,1 mm) dan kelas kadar bitumen 20 %. 2. Asbuton butir Tipe 15/20 : Kelas penetrasi bitumen 15 (0,1 mm) dan kelas kadar bitumen 20 %. 3. Asbuton butir Tipe 15/25 : Kelas penetrasi bitumen 15 (0,1 mm) dan kelas kadar bitumen 25 %. 4. Asbuton butir Tipe 20/25 : Kelas penetrasi bitumen 20 (0,1 mm) dan kelas kadar bitumen 25 %. 5. Asbuton butir Tipe 30/25 : Kelas penetrasi bitumen 30 (0,1 mm) dan kelas kadar bitumen 25 %.
3.3.3. Persyaratan gradasi agregat gabungan Persyaratan gradasi gabungan dari agregat kasar, halus, mineral asbuton serta bahan pengisi (bila diperlukan) diperlihatkan pada Tabel 14. Tabel 14 Gradasi Agregat Gabungan Asbuton Campuran Hangat Ukuran Ayakan
% Berat Yang Lolos
ASTM
(mm)
AC-Base Asb-H
1½” 1” ¾” ½” 3/8” No.4 No.8 No.16 No.30 No.200
37,5 25 19 12,5 9,5 4,75 2,36 1,18 0,600 0,075
100 90 – 100 Maks.90
No.4 No.8 No.16 No.30 No.50
4,75 2,36 1,18 0,600 0,300
19 – 45
3–7 DAERAH LARANGAN 39,5 26,8 – 30,8 18,1 – 24,1 13,6 – 17,6 11,4
Sumber : Spesifikasi khusus, Campuran Beraspal Hangat dengan Asbuton Butir, Des. 2006
Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
23
Bahan Agregat untuk Campuran Beraspal Lapis Pondasi
.
DAFTAR PUSTAKA 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10)
Departemen Pekerjaan Umum, edisi Desember 2006, Seksi 6.3. Campuran beraspal Panas, Buku 3. Spesifikasi. Departemen Pekerjaan Umum, 2007. Campuran Beraspal Panas Dengan Asbuton, Buku 3. Bab VI A Spesifikasi Khusus, Seksi 6.3.a. Departemen Pekerjaan Umum, 2007, “Spesifikasi Khusus Campuran Beraspal Hangat dengan Asbuton“ Departemen Pekerjaan Umum, Februari 2006, “Spesifikasi Khusus Lapis Pondasi Pasir Aspal“ Direktorat Jenderal Prasarana Wilayah, 2002, Manual Pekerjaan Campuran beraspal Panas, buku 1 dan 2. Petunjuk ringkas, Dep.Kimpraswil. US Army, Handbook 2000 “ Hot-Mix Asphalt Paving ”, US Army Corps of Engineers, USA. Bahan-bahan pelatihan/kursus yang telah ada dan berhubungan dengan kegiatan pekerjaan campuran beraspal panas dan hangat Silvia Sukirman, 2003, “Beton Aspal Campuran Panas”, Jakarta. Bina Marga, (1988), “Buku Pemeriksaan Peralatan Pencampur Aspal (Asphalt Mixing Plant) ” Jakarta. Bina Marga, (1988), “Buku Pemeriksaan Peralatan Pemecah Batu”, Jakarta.
Balai Bahan dan Perkerasan Jalan
24
