ASPAL

1. Aspal / Bitumen

Definisi :

a. Menurut ASTM D8 ( Aspal )

Adalah suatu bahan bentuk padat atau setengah padat berwarna hitam

sampai coklat gelap, bersifat perekat yang akan melembek dan meleleh bila

dipanaskan, tersusun terutama dari sebagian besar bitumen yang kesemuanya

terdapat dalam bentuk padat atau setengah padat dari alam atau dari hasil

pemurnian minyak bumi, atau merupakan campuran dari bahan bitumen dengan

minyak bumi atau derivatnya.

b. Menurut The Asphalt Institute ( Bitumen )

Adalah suatu campuran dari senyawa – senyawa hidrokarbon yang berasal

dari alam atau dari suatu proses pemanasan, atau berasal dari kedua proses

tersebut. Kadang-kadang disertai dengan derivatnya yang bersifat non logam yang

dapat bersifat gas, cairan, setengah padat atau padat, yang campuran itu dapat

larutan dalam karbondisulfida ( CS2 )

2. Terdapatnya Aspal

a. Aspal digunakan sejak ribuan tahun yang lalu di Mesopotamia siria dan mesir.

Jenis aspal yang dipakai itu dari jenis yang langsung terdapat di alam berupa

batuan aspal, atau dari minyak bumi yang keluar dipermukaan lalu menguap

minyaknya dan mengeras.

b. Disamping endapan-endapan yang terdapat dipermukaan bumi itu terdapat juga

endapan aspal yang ada dalam batuan, biasanya batuan kapur disebut batuan

aspal. Penggunaan batuan aspal ini dapat secara langsung dengan

menghamparkan batuan itu diatas jalan lalu digilas. Jenis ini di Indonesia terdapat

di Pulau Buton dan disebut aspal buton dengan kadar bitumen murni 10 % - 35 %,

Sisanya adalah butiran halus yang sebagian besar adalah partikel batuan kapur.

c. Aspal yang banyak di dapat saat ini adalah sebagian besar merupakan bahan hasil

tembahan dari penyulingan minyak bumi.

d. Minyak mentah yang dikeluarkan dari bumi ini dipanaskan pada suhu lebih

kurang 290o C, kemudian di dinginkan secara bertingkat akan dapat beberapa

jenis minyak, sisa endapannya disebut residu misalnya aspal.

e. Aspal buatan inilah yang akan diuraikan pada perkuliahan ini karena sifatnya

dapat dikontrol, sedangkan aspal alam dapat diterima sebagai apa adanya.

f. Minyak mentah yang diproses dengan penyulingan ( pertama-tama ) akan didapat

5 Fraksi minyak Yaitu :

1. Jenis minyak gas ( Minyak ringan dan mudah Menguap )

2. Kerosen atau minyak bakar ringan

3. Diesel

4. Minyak lumas

5. Sisa residu berupa minyak berat.

g. Blown Asphalt

Adalah aspal yag dibuat dengan cara menyemburkan udara ke dalam

bejana berisi aspal panas dengan suhu 200oC – 260oC. Karena peristiwa ini maka

akan terjadi Polimerisasi pada aspal itu dan akan terbentuk aspal yang lebih berat

atau lebih keras.

3. Klasifikasi dan kegunaan Ter

1. RT-1 : Jenis yang terencer, dipakai terutama untuk penangkap debu

Misal : Kreosot

2. RT-2&RT-3 : Dipakai sebagai bahan penutup / pelapis ( Laburan Permukaan )

3. RT-4 : Dipakai juga untuk pelapis permukaan atau laburan permukaan

Jalan

4. RT-5,6,7 : Dipakai sebagai pelapis permukaan jalan dan campuran lapisan

Permukaan

5. RT-8,9 : Dipakai sebagai pelapis permukaan, campuran unutk permukaan

Jalan / Lapisan penutup / Lapisan pelindung

6. RT-10,11 : Dipakai sama seperti RT-8 & RT- 9, ditambah untuk perbaikan-

Perbaikan dalam campuran panas

7. RT-12 : Dipakai untuk lapisan penetrasi macadam, ter beton dan

Perbaikan dengan campuran panas

Jenis RT-1 s/d RT-6 dipakai dalam suhu sampai ± 65oC. RT-7 s/d RT-12 dapat

dipakai pada suhu yang lebih tinggi. Jenis RT-12 Adalah jenis Ter batubara yang

paling keras, dan disebut Pek Atau PITCH.

Cutback Road Ter ( RTCB ), Yaitu dengan mencampur Ter dengan minyak

ringan, misalnya RTCB-5, RTCB-8, dibuat dari RT-10, 11 dan 12 di campur

dengan minyak ringan hasil penyulingan.

a. Aspal padat / Ac

Adalah jenis aspal yang cocok untuk di pakai sabagai bahan pelapis

jalan,mempunyai angka penetrasi 40 – 300.

b. Rc

Adalah campuran aspal semen dengan bahan pelarut yang mudah

menguap ( Bensin ).

c. Mc

Adalah campuran aspal semen dengan bahan pelarut yang menguapnya

sedang ( Kerosin/minyak tanah ).

d. Sc

Adalah campuran aspal semen dengan bahan pelarut yang menguapnya

lambat ( diesel / solar ).

e. Aspal emulsi

Adalah cempuran aspal semen dengan air dan bahan pembentuk emulsi.

f. Emulsi Anion : Rs- 1,Ms-2,Ss-1,Ss-1.

Adalah aspal emulsi yang memiliki muatan elektron negatip. Aspal ini

cocok dipakai dengan campuran agregat yang banyak mengandung muatan

positip seperti agregat yang terbentuk dari logam / basa yaitu batu kapur

(dolomit).

g. Emulsi Kation : Rs – K, Ms – K, Ss – K.

Adalah aspal emulsi yang memiliki muatan elektron positip. Aspal ini

cocok dipakai dengan campuran agregat yang banyak mengandung muatan

negatip seperti agregat / batuan yang bersifat asam yaitu dari jenis silikat.

4. Sifat – sifat Aspal

4.1. Sifat Kimia

Seperti dikemukakan terdahulu, bahwa aspal merupakan suatu campuran antara

terutama bitumen, serta bahan mineral lainnya, sehingga sifat yang paling menentukan

didalam aspal adalah sifat bitumennya itu. Aspal merupakan suatu campuran Kolioid,

dimana butiran – butiran yang merupakan bagian yang padat disebut asphalthene yang

berada didalam massa cair yang disebut maltene.

Maltene itu sendiri terdiri dari senyawa – senyawa : basa nitrogen, acidafin satu,

acidafin dua dan parafin.

Senyawa basa nitrogen merupakan jenis damar (resin) yang reaktif sehingga dapat

mendispersikan asphaltene.

Acidafin satu, merupakan senyawa hydrocarbon yang juga bersifat damar yang

dapat melarutkan dispersi dari asphaltene, sedangkan Acidafin dua merupakan senyawa

hydrocarbon yang agak kurang jenuh, yang juga dapat melarutkan dispersi dari

asphaltene.

Parafin merupakan senyawa hydrocarbon jenuh, yang berfungsi sebagai penyebab

terjadinya semacam gel bagi aspal.

Senyawa – senyawa pembentuk asphaltene dan maltene, terutama juga merupakan

senyawa aromatis (dengan rantai melingkar) dari naphtha, tercampur alkana. Perbedaan

dari asphaltene dan maltene ditinjau dari sifat senyawanya terutama ialah : senyawa

hydrokarbn dalam asphaltene, memiliki berat molekul yang tinggi (103 sampai 105) yang

memiliki perbandingan berat antara C/H = 0,3 – 0,9. senyawa hydrocarbon didalam

maltene, berat molekulnya lebih rendah sehingga perbandingan antara C/H kurang dari

8,8 (yang merupakan campuran dari senyawa hydrocarbon bersifat damar dimana

perbandingan C/H antara 0,8 – 0,6 dan hydrocarbon jenis minyak, yang perbandingan

C/H k.I.0,4 atau lebih rendah ). Jadi dengan kata lain, dapat juga dimengertikan bahwa

aspal merupakan suatu bahan terbentuk dari senyawa hydrocarbon yang berbentuk

suspensi colloidal dari asphaltene didalam media minyak, dimana mengandung senyawa

damar yang menengah terjadinya pengumpulan dari asphaltene itu sendiri.

Maka sifat – sifat dari bahan campuran yang ada didalam aspal atau bitumen itu

ialah :

Asphaltene merupakan bahan utama memiliki sifat kekerasan. Damar (resin)

menyebabkan adanya sifat lekat serta liat (ductile).

Minyak menyebabkan sifat plastis sampai cair, sehingga aspal atau bitumen

memiliki sifat viskositet dan kelembekan. Berdasarkan hasil penelitian Roster dan White,

perpaduan senyawa- senyawa dalam maltene, ternyata penting bagi sifat ketahanan lama

terhadap sifat aspal sebagai perekat.

Dari penelitian itu dikenal suatu perbandingan yang disebut “ perbandingan

distribusi maltene “ atau “maltene – distribution – ratio “, yaitu perbandingan antara

jumlah senyawa basa nitrogen + acidafi1 dibagi jumah paraffin +acidafin2. perbandingan

ini disingkat N + A1/P +A2. dimana

N = % senyawa basa nitrogen

A1 = % Acidafin 1

P = % Parafin

A2 = % Acidafin 2

Percobaan / penelitian yang dibuat dengan :

2 bagian berat aspal semen

100 bagian berat pasir Ottawa antara 20 a 30 mesh dicetak berbentuk pallet ø 0,5

inci dan tinggi 0,4 inci dibentuk dengan tekanan 1000 psi, kemudian dibiarkan ½ jam lalu

dimasukkan dalam bejana dan diputar 500 putaran, hasilnya kemudian ditimbang, dan di

hitung bagian berat yang hilang, kemudian diklasifikasikan :

Kelas 1. bila tidak ada bagian yang hilang ( aus )

Kelas 2. Kehilangan Sebesar 0 – 10 %

Kelas 3. Kehilangan Sebesar 10 – 20 %

Dst sampai Kelas 9, dengan angka persentasi hilang dengan kenaikan 10 %.

Semen Asphalt dengan memiliki Kelas 1 Sampai 3, dianggap cukup baik, sedang yang

masuk kelas 4 atau lebih tinggi, dianggap kurang baik daya lekatnya. Hasil-hasil tersebut

di atas dihubungkan dengan angka perbandingan distribusi maltene ( Maltene-

distribution-ratio ), ternyata dapat diambil kesimpulan, bahwa Asphalt Cement dengan

penetrasi 85 – 100 yang memiliki ketahanan aus, baik mempunyai Ratio-maltene

distribusi = 1,14. Pada umumnya kehilangan karena ausan akan tinggi, bila aspal banyak

mengandung senyawa gas nitrogen, sebagai senyawa yang reaktif. Aspal yang demikian

memiliki m.d.r. lebih dari 1.5.

Disamping kadar senyawa basa nitrogen yang kurang baik pengaruhnya itu

didalam aspal atau bitumen, kadar parafin dan kadar karbon bebas juga berpengaruh

terhadap sifat aspalnya.

Karbon bebas yang terkandung, tidak dapat larut dalam Carbon Tetra Chlorida

(CCl4). Aspal yang banyak mengandung karbon bebas akan tidak homogen sifatnya.

Benda ini dapat dipisahkan dengan cara melarutkan aspal dengan CCl4 lalu disaring.

Parafin dalam aspal bila terlalu banyak akan mempengaruhi kepekaan aspal

terhadap suhu serta menurunkan daya lekat ( Karena daya lekat adalah sifat kohesi dan

adhesi ). Bila sifat kohesi aspal kurang, maka sifat liat ( ductile ) juga berkurang,

sehingga kepekaan terhadap suhu meningkat, sehingga penetrasi index ( PI ) turun. Oleh

karena itu kadar parafin didalam aspal perlu dibatasi.

4.2 Sifat Fisis

Sifat Fisis aspal yang terutama untuk dipakai dalam konstruksi jalan ialah :

1. Kepekaan atau konsistensi

Peranan kepekaan / konsistensi bahan-bahan aspal untuk memilih dan memakainya,

Ada 2 hal :

a. Pertimbangan terhadap sifat kepekaan untuk suhu yang tertentu yang akan

membagi-bagi berapa macam bahan.

b. Pengaruh suhu terhadap konsistensi

Karena hal yang kedua tersebut diatas ini lebih ada pengertian yang sama serta

penting hubungannya dengan sifat konsistensi maka hal ini akan dibicarakan terlebih

dahulu.

a. Hubungan antara suhu dan kepekaan / Konsistensi

Bila ada dua macam aspal yang satu adalah Blown Asphalt dan satu lagi adalah

aspal biasa untuk jalan ( paving asphalt ). Keduanya memiliki angka penetrasi

yang sama pada suhu 25oC. Kalau masing-masing dari padanya itu dipanasi pada

suhu 45oC dan diuji lagi angka penetrasinya, maka akan terlihat perbedaan bahwa

aspal untuk jalan akan memberikan angka penetrasi yang lebih tinggi karena lebih

lembek pada suhu itu, sedang Blown Asphalt masih lebih keras. Pada suhu k.1.

121oC paving asphalt akan menjadi cair, sedang Blown Asphalt belum demikian,

dan asphalt ini baru cair pada suhu k.l. 177oC atau suhu 0oC paving asphalt

menjadi lebih keras daripada Blown Asphalt. Jadi dari keadaan tersebut terlihat

bahwa paving asphalt lebih terpengaruh oleh suhu dibandingkan dengan Blown

Asphlat. Sifat demikian itu disebut “kepekaan Suhu” (temperature susceptibility ).

Kepekaan suhu bagi aspal dari bahan minyak mentah yang berbeda akan berbeda

pula, tetapi perbedaan kepekaan suhu itu kecil bila dibandingkan dengan

perbedaan kepekaan suhu antara blown asphalt dan paving asphalt.

b. Pengukuran kepekatan / konsistensi

Jarak ukur (range) terhadap sifat kepekatan aspal, mulai dari keadaan cairan yang

tipis, sedikit lebih pekat daripada air, sampai keadaan kaku setengah padat,

sepadat lilin untuk penambal ( blown asphalt cement). Karena jarak ukur ( range )

yang demikian lebar, tidak ada satu alatpun yang dapat dipakai untuk pengukuran

konsistensi dengan memuaskan bagi bahan – bahan aspal.

Dikenal ada 4 cara pengukuran kepekatan / konsistensi, yang biasa dipakai, yaitu :

Cara Uji Viskositet Furol

Cara Uji Penetrasi

Cara Uji Kambangan ( float test )

Cara Uji Viskositet Kinematik

Viskositet, merupakan suatu pengertian yang agak luas mengenai sifat kepekatan /

konsistensi daripada suatu cairan. Ia adalah suatu ukuran terhadap kemampuan

suatu benda cair untuk mengalir, Pada suatu keadaan karena ada tahanan. Jadi

makin besar viskositas suatu bahan cair, maka makin mendekati benda itu pada

suatu keadaan yang hampir padat kepekatannya.

1. Viskositet menurut Furol

Cara ini disebut “ Furol Viskosity “ adalah suatu cara uji yang spesifik untuk

mengukur viskositet bahan – bahan aspal. Angka viskositet Furol, adalah

suatu angka dalam detik, yang diperlukan bagi 60 cm3 bahan aspal untuk

melalui suatu lobang pipa sempit yang ukurannya tertentu. Lihat bagan

gambar alat viskositet Furol) . Gb.1.2a.

Jadi makin tinggi angka viskositet Furol pada suatu suhu tertentu, makin pekat

bahannya.

2. Viskositet Kinematik

Karena perbedaan kepekatan suhu dari jenis – jenis semen aspal untuk jalan

maka ada tambahan cara untuk viskositet, yang dilakukan pada suhu 1350C

( 2750 F ). Cara uji ini dapat dilakukan dengan alat Furol viscometer atau

dengan suatu alat viscometer tertentu, yaitu ada 2 macam alat lain, yang satu

adalah “ Zitfuchs cross – arm viscometer “ dan satunya lagi adalah “ Cannon –

Manning Viskometer “. ( Gb. 1.2b dan 1.2c ). Cara penentuan kinematik

viscosity ini dengan menggunakan gaya berat cairan yang mengalir melalui

viscometer. Alat viscometer ini ditempatkan dalam suatu cairan media yang

suhunya dapat diatur pada suhu 1350C ( 2750 F ).

Dengan alat Zeitfuchs cross – arm viscometer, aspal yang akan ditentukan

viskositasnya, diisikan dalam tabung besar, sampai batas pengisian. Setelah

suhunya mencapai 1350C, diberikan sedikit tekanan pada mulut tabung besar

itu, atau diberikan sedikit isapan pada ujung tabung kecil. Maka aspal cair

akan mengalir melalui lobang sempit dalam tabung itu, yang jarak alirannya

ditentukan. Waktu aliran dalam garis pertama ( dibagian bawah ) sampai garis

di atasnya dicatat, dalam detik.

Pembacaan waktu yang didapat dikalikan dengan suatu faktor kalibrasi bagi

alat itu, dan hasilnya dinyatakan dalam angka, dengan satuan “Centistokes “.

Sebagai media pengisi alat, dipakai minyak ringan jernih yang cocok untuk

itu.

Selanjutnya cara uji mengenai viskostet ini dapat dilihat lebih terperinci dalam

ASTM D 445.

3. Pengujian Penetrasi

Telah dipakai sejak lama, untuk mengukur kepekatan aspal biasanya dipakai

cara uji penetrasi, yang caranya ialah mengukur kedalaman masuknya suatu

jarum yang ukurannya tertentu, dengan berat 100 gram, dalam waktu 5 detik.

Angka kedalaman masuknya jarum itu, diukur dari permukaan dinyatakan

dengan satuan 1/100 cm ( atau 0,1 mm ).

Jadi bila suatu aspal memiliki angka penetrasi di atas 100, berarti kedalaman

masuknya jarum ( dengan berat 100 gr. Selama 5 detik, pada suhu 250C )

adalah 1 cm. jadi hubungan antara penetrasi dan konsistensi, sebenarnya

merupakan angka kebalikan, sebab makin tinggi angka penetrasi, makin

lembek aspalnya.

p