ASPAL

  1. Pendahuluan

Beton aspal campuran panas (HMA) terdiri atas dua bahan dasar yaitu agregat dan aspal dalam perbandingan tertentu yang teliti dan diatur, kedua jenis bahan tersebut masing-masing dipanaskan dan dicampur pada suatu unit pencampur aspal (AMP).

Untuk memperoleh beton aspal campuran panas yang memenuhi persyaratan, salah satunya harus memperhatikan lamanya waktu pencampuran antara aspal dengan agregat  dan tebal film aspal pada agregat, dimana hal ini akan mempengaruhi sifat aspal yang digunakan yang akhirnya akan mempengaruhi tingkat keawetan dan kelenturan dari campuran beton aspal.

  1. Unsur-unsur dalam aspal

Dari proses pembuatannya aspal dibagi dua yaitu aspal alam dan aspal buatan, aspal buatan biasa disebut aspal minyak adalah bahan cementious berwarna coklat tua sampai hitam diperoleh dengan penyulingan minyak bumi. Aspal minyak yang digunakan untuk perkerasan jalan dibuat dari bahan dasar crude oil jenis asphaltic base.

Aspal terdiri dari molekul-molekul hydrokarbon komplex semi solid dan bersifat kenyal dan elastis dengan kekentalan tinggi, dari analisa elemen aspal mengandung:

– Carbon   82 – 88%

– Hidrogen   8 – 11%

– Oksigen    0 – 15%

– Belerang   0 – 15%

– Nitrogen    0 –   1%

Secara garis besar unsur yang dikandung aspal terdiri atas Asphaltene yang merupakan fraksi padat dan Maltene yang merupakan fraksi liquid, Maltene terdiri atas beberapa fraksi seperti diperlihatkan pada bagan alir dalam Gambar 1. Fraksi –  fraksi dalam aspal  tersebut mempunyai ciri-ciri:

  • Asphaltene
  • Berwarna hitam – abu mengandung bagian padat yang amorf
  • Larut dalam n pentane/n heoptane
  • Kadar asphaltene tinggi menyebabkan aspal menjadi keras, pentrasi rendah titik lembek tinggi dan viskositas tinggi.
  • Kadar asphaltene dalam aspal adalah 5 – 25%
  • Maltene terdiri atas:
  • Resin
  • Mempunyai sifat tengah-tengah antara maltene dan asphaltene
  • Berwarna abu tua solid dan semi solid
  • Larut dalam n pentane/n heoptane
  • Kelekatan sangat baik
  • Aromatik
  • Sebagian medium dispersi
  • Mempunyai kemampuan melarutkan hidrokarbon
  • Berwarna abu tua
  • Merupakan larutan yang kental
  • Kadar asphaltene Aromatik dalam  aspal adalah 40 – 65%
  • Saturated
  • Merupakan ikatan hidrokarbon alipatik
  • Terdiri dari waxy dan non waxy
  • Kadar saturated dalam aspal adalah 5 – 20%

 

 

Kadar asphaltene dalam aspal mempunyai pengaruh yang besar pada sifat-sifat aspal, kadar asphaltene yang tinggi menyebabkan aspal mempunyai nilai penetrasi rendah, titik lembek tinggi dan viskositas tinggi.

Pada saat pencampuran secara panas, kadar asphaltene akan naik dengan makin lamanya waktu pencampuran sedangkan resin dan aromatik akan terjadi sebaliknya. Setelah dihampar di lokasi penghamparan kadar asphaltene akan naik dengan bertambahnya umur perkerasan, aromatik dan resin hampir konstan.

Dengan naiknya kadar asphaltene dalam aspal akan menyebabkan terjadinya pelapukan pada aspal, yang akhirnya akan menurunkan fungsi aspal sebagai bahan pengikat.

III.Fungsi dan Sifat-sifat aspal

3.1  Fungsi aspal

Fungsi aspal dalam campuran beraspal mempunyai fungsi antara lain:

  • Sebagai bahan pengikat yang memberikan ikatan yang kuat antara agregat dalam campuran.
  • Sebagai bahan pengisi yang berfungsi mengisi rongga antara butir agregat dan rongga yang ada dalam agregat itu sendiri

Fungsi dari aspal ini sangat berhubungan erat dengan karakteristik campuran beraspal, apabila pengisian rongga dalam campuran (Voids Filled Asphalt) berlebih dari persyaratan, setelah dilewati kendaraan, perkerasan beraspal akan terjadi alur, dan bila kekurangan akan terjadi retak atau pelepasan butir.

 

3.2  Sifat-sifat aspal

Sifat-sifat aspal yang dibutuhkan untuk perkerasan jalan adalah

  1. Kelekatan terhadap batuan

Umumnya agregat yang digunakan dalam campuran beraspal mempunyai muatan listrik. Silika bermuatan negatif sedangkan aspal tidak bermuatan. Sifat lekat aspal terhadap agregat tidak disebabkan daya tarik muatan listrik tetapi karena tekanan permukaan agregat oleh aspal, tekanan aspal sangat dipengaruhi dari strukturnya, aspal yang mengandung banyak gugusan aromatik melekat lebih baik terhadap agregat daripada aspal yang mengandung banyak parafin dan yang lebih baik lagi bila aspal banyak mengandung gugusan hydrokarbon siklis.

Aspal biasanya mempunyai daya ikat yang baik dengan agregat. Untuk mempunyai daya ikat yang baik dengan agregat, viskositas aspal harus cukup rendah sehingga dapat membasahi permukaan agregat, makin tinggi viskositas makin sukar aspal tersebut melekat dengan batuan terutama bila terdapat debu atau air.

Apabila aspal telah melekat dengan baik pada agregat, biasanya pelekatannya cukup kuat dimana pemisahannya terjadi jika terjadi perosokan air akibat tekanan yang cukup tinggi pada permukaan aspal yang menyelimuti agregat.

Untuk mengetahui kelekatan aspal terhadap agregat dilakukan pengujian kelekatan aspal terhadap batuan standar, dimana aspal dikatakan memenuhi persyaratan apabila penyelimutan aspal pada permukaan agregat adalah 95% setelah direndam dalam air selama 24 jam.

  1. Viskositas

Aspal dalam campuran sebagian diserap oleh rongga dalam butir agregat dan sebagian lagi menyelimuti permukaan dari butir agregat tersebut, untuk memenuhi hal tersebut aspal harus mempunyai kemampuan untuk masuk ke dalam sebagian pori agregat dan menyelimuti permukaan. Nilai keenceran dari aspal atau viskositas akan berbeda jika struktur unsur yang ada dalam aspal berbeda.

Untuk mengetahui nilai viskositas aspal dilakukan pengujian menggunakan alat viscometer. Dengan diketahuinya nilai viskositas aspal, maka dapat ditentukan suhu aspal saat pencampuran dengan agregat dan suhu pemadatan di lapangan yaitu antara 150 – 190 centistokes untuk pencampuran dan antara 250 – 310 centistokes uintuk pemadatan.

Agar aspal dapat berfungsi dengan baik dalam campuran beraspal, aspal harus memenuhi persyaratan:

– Dapat menjadi cair saat dipanaskan

– Menjadi cukup keras agar  lapisan beraspal menjadi stabil pada suhu tertentu.

– Cukup lunak agar campuran beraspal tidak rapuh pada suhu rendah

  1. Kepekaan terhadap perubahan suhu.

Untuk memperoleh kinerja yang baik dari perkerasan jalan selama umur rencana, diperlukan penyesuaian suhu perkerasan dengan aspal yang digunakan. Untuk suhu perkerasan tinggi dengan lalu lintas berat disarankan menggunakan aspal penetrasi rendah dengan titik lembek tinggi dan sebaliknya. Pertimbangan tersebut disesuaikan dengan sifat aspal yaitu viskoselastis dimana karakteristik aspal peka terhadap perubahan suhu, menjadi sedikit kaku pada suhu rendah dan menjadi lunak pada suhu tinggi,

Kepekaan aspal terhadap perubahan suhu diindikasikan dengan nilai indeks penetrasi (PI) aspal yang merupakan fungsi dari titik lembek dan nilai penetrasi aspal.

PI yang rendah menunjukkan aspal peka terhadap perubahan suhu sedangkan PI tinggi tidak peka terhadap perubahan suhu. Indikasi ini sesungguhnya dilakukan pada viskositas tertentu akan tetapi hal ini hanya berlaku untuk aspal dengan sumber minyak bumi dan metode penyulingan yang sama.

Titik lembek rata-rata dicapai pada penetrasi 800 dan persamaan penetrasi :

Log pen = AT + C

dan apabila dimasukkan pada penetrasi 25oC dan T = titik lembek persamaan berikut:

log pen 25oC= A 25 + C

log pen 800  = AT + C

sehingga

log pen 25oC – log pen 800 = A (25 – T)

log pen 25oC – log pen 800

atau A = ————————————

25 – T

 

Dengan rumus di atas dapat dihitung nilai PI, dimana nilai PI aspal untuk campuran beraspal berkisar antara -1 sampai +1

Pengujian untuk mengetahui nilai penetrasi dan titik lembek yang digunakan untuk menghitung PI digunakan alat pengujian penetrasi dan alat pengujian ring ball

  1. Keawetan akibat pengaruh cuaca dan beban lalu-lintas

Keawetan adalah kemampuan aspal mempertahankan karakteristik asalnya akibat pengaruh cuaca selama masa pelayanan.

Sifat ini merupakan sifat campuran beraspal yang tergantung dari sifat agregat, campuran dengan aspal, dan faktor lainnya. Meskipun demikian sifat ini dapat diperkirakan dari hasil pemeriksaan Roll Thin Film Oven

 

  1. Pengaruh Pemanasan dan Tebal film aspal pada batuan

Untuk mengetahui pengaruh pemanasan aspal dan tebal film aspal pada batuan digunakan alat Roll Thin Film Oven dimana hasil pengujian memperlihatkan mutu aspal setelah keluar dari AMP.

4.1  Pengaruh pemanasan terhadap aspal

Dalam proses pencampuran campuran beraspal, diperlukan pemanasan aspal untuk memperoleh viskositas yang telah ditentukan, namun demikian proses pemanasan aspal kadang-kadang tidak dapat memperoleh nilai tersebut, penyimpangan ini akan menyebabkan:

  • Aspal terbakar dan mengurangi kelekatan terhadap batuan akibat suhu pemanasan yang terlalu tinggi.
  • Campuran tidak homogen karena pelekatan pada agregat kurang akibat suhu pemanasan yang kurang tinggi.

 

Akibat proses pemanasan pada aspal akan terjadi pengerasan akibat::

  • Jarak antara molekul dalam aspal menjadi kecil
  • Molekul ringan menguap
  • Kristalisasi parafin
  • Proses kimia oksidasi terjadi karena sinar ultra violet sebagai katalisator dimana zat asam dari udara bereaksi yang menghubungkan molekul-molekul sehingga terjadi polimerisasi.

 

Dari hasil beberapa penelitian, pemanasan aspal dapat dilakukan berulang dengan batasan-batasan sebagai berikut:

  • Pada pemanasan 150oC-160oC secara terbuka dengan adanya O2 pemanasan hanya dapat dilakukan 2 kali saja dengan lama 3 jam sifat fisik dan kimia tidak menunjukkan perubahan
  • Pada pemanasan 150oC-160oC secara tertutup tanpa O2 pemanasan hanya dapat dilakukan 4 kali saja dengan lama 3 jam sifat fisik dan kimia tidak menunjukkan perubahan
  • Pada pemanasan 95oC secara tertutup tanpa O2, pemanasan dapat dilakukan dengan sifat fisik dan kimia tidak menunjukkan perubahan

 

Akibat dari pemanasan aspal saat proses pencampuran dengan agregat di AMP menunjukkan bahwa makin tinggi suhu pencampuran, makin naiknya titik lembek dari aspal yang digunakan dalam campuran, seperti ditunjukkan pada Gambar1.

Proses pencampuran aspal dengan agregat akan menyebabkan  perubahan komposisi kimia dalam aspal yang mengakibatkan terjadinya pelapukan pada aspal.

Disamping saat pencampuran, pelapukan pada aspal juga terjadi saat penghamparan, meskipun percepatannya masih lebih kecil dibandingkan saat pencampuran. Kondisi perubahan fraksi dalam aspal serta perkembangan terjadinya pelapukan diperlihatkan pada Gambar 2

 

4.2   Pengaruh tebal film aspal pada batuan

 

4.3   Pengaruh lamanya waktu pencampuran aspal dan batuan

Akibat dari pemanasan aspal saat proses pencampuran dengan agregat di AMP menunjukkan bahwa makin tinggi suhu pencampuran, makin naiknya titik lembek dari aspal yang digunakan dalam campuran, seperti ditunjukkan pada Gambar1.

 

Iklan

Tinggalkan Balasan

Please log in using one of these methods to post your comment:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s