2. Rencana Pembuatan JMF pada Asphalt Hot Mix Secara garis besar rencana pembuatan campuran kerja (job mix

design) JMF campuran aspal panas (asphalt hot mix) adalah : rencana campuran dingin (cold bin design) dan rencana campuran panas (hot bin design). Pada cold bin design agregat yang dipergunakan adalah agregat yang berasal dari laboratorium sedangkan pada hot bin design agregat yang dipergunakan adalah agregat yang berasal dari asphalt mixing plant (AMP). Beberapa hal yang dilakukan untuk persiapan membuat rencana campuran adalah :- Pengujian aspal bitumen- Pengujian agregat- Analisa hot mix.

2.1 Pengujian Aspal BitumenPengujian-pengujian yang dilakukan pada aspal bitumen adalah :

- Penetrasi bitumen- Daktilitas bitumen- Titik nyala dan titik bakar aspal bitumen- Titik lembek aspal bitumen- Viskositas bahan bitumen- Kehilangan berat akibat pemanasan dengan thin-film oven test- Berat jenis bitumen.

Penetrasi bitumen, standar pengujian adalah AASHTO T 49 – 89 : 1990 / ASTM D 5 – 86, format laporan dapat dilihat pada lampiran 1. Tujuannya adalah sebagai parameter yang menggambarkan karakteristik ragam respon/spectrum bahan bitumen dan nilai empirisnya ditentukan dengan pengujian penetrasi. Biasanya nilai penetrasi yang ada adalah Pen. 60/70 dan 80/100.

Daktilitas bitumen standar pengujian adalah SK SNI M 18-1990F atau AASHTO T 51 – 89 atau ASTM D 113 – 79, format laporan dapat dilihat pada lampiran 2. Tujuannya adalah mengetahui kekenyalan bitumen dan ketahanan aspal (sifat reologis) terhadap retakan. Aspal dengan daktilitas rendah akan mengalami retakan dalam penggunaannya. Bahan bitumen yang ditarik dan tidak putus melewati jarak 100 cm dianggap mempunyai sifat daktilitas tinggi.

Titik nyala dan titik bakar aspal bitumen standar pengujian adalah SK SNI M – 19 – 1990F atau AASHTO T 48 – 89 : 1990 atau ASTM D 92 – 78, format laporan dapat dilihat pada lampiran 3. Tujuannya adalah untuk mengetahui temperatur pemanasan maksimum dan temperatur titik bakar aspal. Bina Marga untuk aspal Pen. 40/60, titik nyala minimum 200 0C .

Titik lembek aspal bitumen standar pengujian adalah SK SNI M – 20 – 1990F atau AASHTO 53 – 89:1990 / ASTM D 36 – 70, format laporan dapat dilihat pada lampiran 4. Tujuannya adalah untuk mengetahui

pelembekan bahan bitumen secara gradual seiring dengan penambahan suhu dalam jenjang yang halus. Bina Marga menetapkan untuk aspal Pen 40 adalah 51 0C (minimum) dan 63 0C (maksimum) ; untuk aspal Pen. 60 adalah 48 0C (minimum) dan 58 0C (maksimum). Usaha memepertinggi titik lembek antara lain dengan menambahkan filler ke dalam campuran beraspal.

Viskositas bahan bitumen standar pengujian adalah AASHTO T 72 – 90, format laporan dapat dilihat pada lampiran 5. Tujuannya adalah untuk mengetahui tingkat kekentalan bitumen dengan variasi suhu. Kekentalan akan berkurang dengan meningkatnya suhu, misalnya pada suhu pencampuran tertentu, apabila viskositasnya terlalu tinggi maka akan menyulitkan pelaksanaan campuran. Sebaliknya pada suhu tersebut apabila viskositasnya terlalu rendah maka bitumen tersebut menjadi kurang berperan sebagai bahan perekat pada campuran dan akan mengurangi stabilitas.

Kehilangan berat akibat pemanasan dengan thin-film oven test standar pengujian adalah SK SNI M – 29 – 1990F atau AASHTO T 47 – 83 atau AASHTO T 179 – 88 atau ASTM D 1754 – 83, format laporan dapat dilihat pada lampiran 6. Tujuannya adalah untuk mengetahui kehilangan berat bitumen tipis akibat pemanasan (loss on heating). Kerusakan film aspal (molekul aspal) dapat disebabkan oleh sinar matahari, air dan cairan pelarut disebut fotooksidasi. Dalam evaluasi ini dilakukan perbandingan karakteristik sebelum dan sesudah kehilangan berat. Karakteristik yang dilihat adalah nilai penetrasi, titik lembek dan daktilitas.

Berat jenis bitumen standar pengujian adalah SK SNI M – 30 – 1990 F atas AASHTO T 228 – 90 atau ASTM D 70 -76, format laporan dapat dilihat pada lampiran 7. Tujuannya adalah untuk mengetahui berat jenis aspal. Nilai berat jenis aspal diperlukan untuk variabel pengujian Marshall.

2.2 Pengujian Agregat Pengujian-pengujian yang dilakukan pada agregat adalah :

- Keausan agregat- Berat jenis dan penyerapan- Analisa saringan agregat.

Keausan agregat dengan alat abrasi los angeles (Los angeles abrasion test) standar pengujian adalah ASTM C 131-76 / AASHTO T 96 – 87, format laporan dapat dilihat pada lampiran 8. Tujuannya adalah untuk menguji ketahanan agregat terhadap kekerasan mekanis. Bina Marga membatasi nilai maksimum 40 % untuk agregat yang dapat dipakai.

Berat jenis dan penyerapan agregat standar pengujian adalah SK SNI M-09-1989-F atau ASTM C 127-84 atau AASHTO T 85-88 (untuk agregat kasar) dan SK SNI M 10-1989-F atau ASTM C 128-84 atau

AASHTO T 84-88 (untuk agregat halus), format laporan dapat dilihat pada lampiran 9. Tujuannya adalah mengetahui berat jenis agregat kasar dan agregat halus serta kadar penyerapan agregat kasar dan agregat halus terhadap aspal. Pembagian berat jenis agregat adalah :- berat jenis curah (bulk specific gravity)- berat jenis kering permukaan jenuh (saturated surface dry) SSD

specific gravity- berat jenis semu (apparent specific gravity)- berat jenis efektif (effective specific gravity).

Bulk specific gravity adalah berat jenis yang diperhitungkan terhadap seluruh volume pori partikel agregat (volume pori yang dapat dilewati oleh air sebanding dengan 40 % volume pori yang dapat diresapi oleh cairan aspal).

SSD specific gravity adalah berat jenis yang diperhitungkan terhadap volume pori yang dapat diresapi oleh aspal ditambah dengan volume partikel agregat.

Apparent specific gravity adalah berat jenis yang diperhitungkan terhadap volume partikel agregat tanpa volume pori agregat yang dapat dilewati oleh air.

Effective specific gravity adalah nilai tengah dari bulk specific gravity dan apparent specific gravity, terbentuk dari campuran partikel agregat kecuali rongga-rongga udara yang dapat menyerap aspal.

Illustasi dari ke semua berat jenis tersebut seperti Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Illustrasi dari beberapa berat jenis.

Air void

agregat

Asphalt absorbed

Volume agregatUntuk apparent specific

gravity

Volume agregatUntuk effective specific

gravity

Volume agregat untuk bulk specific gravity

Volume resapan air yang tidak terabsobsi

oleh aspal

Volume air yang dapat diserap oleh agregat

Cairan aspal binder efektif

Bitumen Film Thickness

Batas resapan aspal terhadap agregat

Analisa saringan agregat (sieve analysis) standar pengujian adalah SK SNI M-08-1989-F atau AASHTO T 27-88 atau ASTM C 136-84a, format laporan dapat dilihat pada lampiran 10. Tujuannya adalah untuk mengetahui jumlah butir pada tiap-tiap ukuran saringan (gradasi). Biasanya ada 3 atau 4 fraksi agregat yang dicampurkan untuk agregat gabungan aspal hot mix. Fraksi-fraksinya terdiri dari fraksi agregat kasar (coarse aggregate, CA), fraksi agregat sedang (medium aggregate, MA), fraksi agregat halus (fine aggregate, FA) dan pasir halus (fine sand, FS). Contoh data analisa saringan agregat kasar (CA) ditampilkan pada Tabel 2.1 dan Gambar 2.2.

Tabel 2.1 Data analisa saringan agregat kasar (CA)

Diameter agregat Berat Tertahan Kumulatif Tertahan Persentase

mm inch (gr) (gr) Tertahan Lolos

25,4 1" 0 0 0 100

19,1 3/4" 1341 1341 44,700 55,3

12,7 1/2" 1565 2906 96,867 3,133

9,52 3/8" 75 2981 99,367 0,633

6,35 1/4" 10 2991 99,700 0,300

4,76 No. 4 0 2991 99,700 0,300

2,38 No. 8 0 2991 99,700 0,300

0,425 No. 40 0 2991 99,700 0,300

0,25 No. 60 0 2991 99,700 0,300

0,149 No. 100 0 2991 99,700 0,300

0,074 No. 200 0 2991 99,700 0,300

Pan 9 3000 100 0

0102030405060708090

100

0,01 0,1 1 10 100

Diameter agregat (mm)

Per

sent

ase

Lolo

s

Gambar 2.2 Grafik analisa saringan agregat kasar (CA)

Contoh data analisa saringan agregat sedang (MA) ditampilkan pada Tabel 2.2 dan Gambar 2.3.

Tabel 2.2 Data analisa saringan agregat sedang (MA)

Diameter agregat Berat Tertahan Kumulatif Persentase Lolos

mm inch (gr) Tertahan(gr) Tertahan Lolos

12,7 1/2" 41,5 41,5 0 100

9,52 3/8" 374 415,5 13,850 86,150

6,35 1/4" 958,7 1374,2 45,807 54,193

4,76 No. 4 391,2 1765,4 58,847 41,153

2,38 No. 8 593,8 2359,2 78,640 21,360

0,425 No. 40 326,2 2685,4 89,513 10,487

0,25 No. 60 81,7 2767,1 92,237 7,763

0,149 No. 100 55,4 2822,5 94,083 5,917

0,074 No. 200 62,2 2884,7 96,157 3,843

Pan 115,3 3000 100 0

0

20

40

60

80

100

0,01 0,1 1 10 100

Diameter agregat (mm)

Per

sent

ase

lolo

s

Gambar 2.3 Grafik analisa saringan agregat sedang (MA)

Contoh data analisa saringan agregat halus (FA) ditampilkan pada Tabel 2.3 dan Gambar 2.4.

Tabel 2.3 Data analisa saringan agregat halus (FA)

Diameter agregat Berat TertahanKumulatif Tertahan Persentase

mm inch (gr) (gr) Tertahan Lolos

12,7 1/2" 0 0 0 100

9,52 3/8" 19 19 0,633 99,367

6,35 1/4" 842,7 861,7 28,723 71,277

4,76 No. 4 1089,2 1950,9 65,030 34,970

2,38 No. 8 762,4 2713,3 90,443 9,557

0,425 No. 40 184,6 2897,9 96,597 3,403

0,25 No. 60 20,8 2918,7 97,290 2,710

0,149 No. 100 15,1 2933,8 97,793 2,207

0,074 No. 200 16,2 2950 98,333 1,667

Pan 50 3000 100 0

0

20

40

60

80

100

0,01 0,1 1 10 100

Diameter agregat (mm)

Per

sent

ase

Lolo

s

Gambar 2.4 Grafik analisa saringan agregat halus (FA)

Contoh data analisa saringan pasir halus (FS) ditampilkan pada Tabel 2.4 dan Gambar 2.5.

Tabel 2.4 Data analisa saringan pasir halus (FS)

Diameter agregat Berat TertahanKumulatif Tertahan Persentase

mm inch (gr) (gr) Tertahan Lolos

2,38 No. 8 0 0 0,000 100

0,425 No. 40 256 256 8,533 91,467

0,25 No. 60 1156,8 1412,8 47,093 52,907

0,149 No. 100 753,8 2166,6 72,220 27,780

0,074 No. 200 653,4 2820 94,000 6,000

Pan 180 3000 100 0

0

20

40

60

80

100

0,01 0,1 1 10

Diameter agregat (mm)

Per

sent

ase

Lolo

s

Gambar 2.5 Grafik analisa saringan pasir halus (FS)

Jenis gradasi agregat :- bergradasi baik (well graded) atau bergradasi menerus (continuous

graded), apabila ( Cc > 35 dan Cu < 6 )- medium graded, apabila ( Cc > 15 dan Cu < 6 ) - bergradasi seragam (uniform graded), apabila (Cc < 15 dan Cu < 6)- bergradasi senjang (gap graded), apabila (Cc > 35 dan Cu > 6).

Koefisien kurva (Curvature Coefficient) Cc =

Koefisien keseragaman (Uniformity Coefficient) Cu = , dimana Dx

adalah ukuran diameter butir agregat pada x % . Gradasi yang baik untuk campuran agregat kasar, agregat sedang,

agregat halus dan pasir halus pada campuran aspal panas adalah gradasi senjang, karena celah (gap) antar butir diperlukan untuk tempat pelarian aspal bitumen pada saat hot mix meningkat temperaturnya atau agar tidak terjadi bleeding.

2.3 Analisa Campuran Aspal Panas (Hot mix)Perencanaan campuran yang dipergunakan adalah metode Bina

Marga. Tahapan perencanaan adalah : - perencanaan mencari persentase penggunaan agregat kasar (CA),

agregat sedang (MA), agregat halus (FA) dan pasir halus (FS).

- Perencanaan mencari kadar aspal optimum.Untuk mengetahui persentase pemakaian agregat kasar, agregat

sedang, agregat halus dan pasir halus adalah dengan cara analitis (metoda matriks) dan grafis. Contoh mencari persentase CA, MA, FA dan FS dengan menggunakan metoda matriks dengan data :- agregat kasar (CA) dari Tabel 2.1- agregat sedang (MA) dari Tabel 2.2- agregat halus (FA) dari Tabel 2.3- pasir halus (FS) dari Tabel 2.4.

Prosedur langkah demi langkah metoda matriks adalah :1. Buatkan tabel hasil analisa saringan dari agregat kasar CA,

agregat sedang MA, agregat halus FA dan pasir halus FS seperti Tabel 2.1, Tabel 2.2, Tabel 2.3 dan Tabel 2.4.

2. Pilih 4 nomor saringan 19,1 mm; 9,52 mm; 2,38 dan 0,149 mm atau yang lainnya dengan tanda arsir) dan persentase lolosnya seperti Tabel 2.5, Tabel 2.6, Tabel 2.7 dan Tabel 2.8.

Tabel 2.5 Hasil analisa saringan agregat kasar (CA) dan arsirnya.

Nomor SaringanBerat

TertahanKumulatif Tertahan Persentase

mm inch (gr) (gr) Tertahan Lolos

25,4 1" 0 0 0 100

19,1 3/4" 1341 1341 44,700 55,3

12,7 1/2" 1565 2906 96,867 3,133

9,52 3/8" 75 2981 99,367 0,633

6,35 1/4" 10 2991 99,700 0,300

4,76 No. 4 0 2991 99,700 0,300

2,38 No. 8 0 2991 99,700 0,300

0,425 No. 40 0 2991 99,700 0,300

0,25 No. 60 0 2991 99,700 0,300

0,149 No. 100 0 2991 99,700 0,300

0,074 No. 200 0 2991 99,700 0,300

Pan 9 3000 100 0

Tabel 2.6 Hasil analisa saringan agregat sedang (MA) dan arsirnya.

Nomor SaringanBerat

Tertahan Kumulatif Persentase

mm inch (gr) Tertahan(gr) Tertahan Lolos

25,4 1" 0 0 0 100

19,1 3/4" 0 0 0 100

12,7 1/2" 41,5 41,5 0 100

9,52 3/8" 374 415,5 13,850 86,150

6,35 1/4" 958,7 1374,2 45,807 54,193

4,76 No. 4 391,2 1765,4 58,847 41,153

2,38 No. 8 593,8 2359,2 78,640 21,360

0,425 No. 40 326,2 2685,4 89,513 10,487

0,25 No. 60 81,7 2767,1 92,237 7,763

0,149 No. 100 55,4 2822,5 94,083 5,9170,074 No. 200 62,2 2884,7 96,157 3,843

Pan 115,3 3000 100 0

Tabel 2.7 Hasil analisa saringan agregat halus (FA) dan arsirnya.

Nomor SaringanBerat

TertahanKumulatif Tertahan Persentase

mm inch (gr) (gr) Tertahan Lolos

25,4 1" 0 0 0 100

19,1 3/4" 0 0 0 100

12,7 1/2" 0 0 0 100

9,52 3/8" 19 19 0,633 99,367

6,35 1/4" 842,7 861,7 28,723 71,277

4,76 No. 4 1089,2 1950,9 65,030 34,970

2,38 No. 8 762,4 2713,3 90,443 9,5570,425 No. 40 184,6 2897,9 96,597 3,403

0,25 No. 60 20,8 2918,7 97,290 2,710

0,149 No. 100 15,1 2933,8 97,793 2,2070,074 No. 200 16,2 2950 98,333 1,667

Pan 50 3000 100 0Tabel 2.8 Hasil analisa saringan pasir halus (FS) dan arsirnya.

Nomor Saringan Berat Kumulatif Persentase

Tertahan Tertahan

mm inch (gr) (gr) Tertahan Lolos

25,4 1" 0 0 0 100

19,1 3/4" 0 0 0 100

12,7 1/2" 0 0 0 100

9,52 3/8" 0 0 0,000 100

6,35 1/4" 0 0 0,000 100

4,76 No. 4 0 0 0,000 100

2,38 No. 8 0 0 0,000 100

0,425 No. 40 256 256 8,533 91,467

0,25 No. 60 1156,8 1412,8 47,093 52,907

0,149 No. 100 753,8 2166,6 72,220 27,780

0,074 No. 200 653,4 2820 94,000 6,000

Pan 180 3000 100 0

3. Data dari langkah ke – 2 diplot seperti pada Tabel 2.9 dan ditentukan juga nilai batasan (spesifikasi) jenis aspal hot mix yang dipilih seperti ATB, ATBL, HRS, AC-BC, AC-WC SMA dan lain-lain.

Tabel 2.9 Nilai CA, MA, FA dan FS serta spesifikasi hot mixNo.

Saringan CA MA FA FSNilai yang Spesifikasi

dipilih Hot Mix3/4 " 55,3 100 100 100 91 80-1003/8 " 0,633 86,15 99,367 100 77 70-90No. 8 0,3 21,36 9,557 100 42,9 35-50

No.100 0,3 5,917 2,207 27,78 11,9 8-16

4. Nilai-nilai dari persentase lolos saringan dan spesifikasi hot mix dijadikan persamaan Gauss – Jordan menjadi :55,3 CA + 100 MA + 100 FA + 100 FS = 910,633 CA + 86,15 MA + 99,36 FA + 100 FS = 770,3 CA + 21,36 MA + 9,557 FA + 100 FS = 42.90,3 CA + 5,917 MA + 2,207 FA + 27,78 FS = 11,9

5. Dari langkah ke – 4, persamaan ini dibuat menjadi matriks 4 x 4 dengan :

[ A ] x [ B ] = [ C ]

[B]

Matriks [B] dikali 100 % menjadi matriks [D].

[D] =

Matriks [D] jumlahnya tidak 100 % maka harus dijadikan 100 % dengan koefisien 100 dibagi jumlah yang ada, maka didapatkan

[D] =

6. Menentukan apakah persentase campuran CA, MA, FA dan FS memasuki batasan spesifikasi, maka nilai [A] x [D] harus berada pada batasan spesifikasi.

Nilai berada dalam batasan spesifikasi , maka OK.

7. Persentase-persentase setelah dikontrol OK , maka hasilnya adalah :

- CA = 16.0392 % dibulatkan menjadi 16,04 %

- MA = 39.3377 % dibulatkan menjadi 39,34 %- FA = 10.2946 % dibulatkan menjadi 10,30 %- FS = 34.3284 % dibulatkan menjadi 34,33 %.

Untuk mencari kadar aspal optimum adalah dengan cara coba-coba atau trial and error. Persentase CA, MA, FA dan FS yang diperoleh dicampur dengan variasi kadar aspal (misalnya 5,5 %; 6 %; 6,5 %; 7 % dan 7,5 % dari berat total agregat). Berat total agregat untuk benda uji biasanya 1150 gram. Persentase perkiraan pemakaian aspal menggunakan rumus asphalt institute seperti persamaan 2.5

P = 0,0035 a + 0,045 b + F ………………………………..… 2.5Dimana :

P = persentase kadar aspal (%)a = persentase agregat gabungan tertahan saringan no. 8 (2,38 mm)b = persentase agregat gabungan lolos saringan no. 8 dan tertahan

saringan no. 200 (0,075 mm).F = nilainya 0 – 1,5 %.

F= 0,15 C untuk material yang lolos # no. 200 nya bernilai 11 % - 15 %F= 0,18 C untuk material yang lolos # no. 200 nya bernilai 6 % - 10 %F= 0,20 C untuk material yang lolos # no. 200 nya bernilai < 5 %C = persentase lolos # no. 200Contoh kasus ini adalah seperti Tabel 12.

Tabel 12. Persentase lolos saringangabungan CA, MA, FA dan FS.Ukuran saringan, mm Persentase lolos , %

25,4 10019,1 10012,7 84,469,52 78,554,76 54,172,38 43,760,425 35,920,25 21,540,149 12,140,074 3,79

Dari Tabel 12 didapatkan bahwa :F = 0,20 x C = 0,20 x 3,79 = 0,758P = 0,035 x (100 – 54,17) + 0,045 x (54,17 – 3,79) + 0,20 x 3,79 = 4,629 %.Kemudian dibuat benda uji dengan variasi kadar aspal 4,5 %, 5 %, 5,5 %, 6 % dan 6,5 %.

Buat benda uji (specimen) dengan jumlah tumbukan / pemadatan 2 x 75 kali atas dan bawah, mengukur volume benda uji, menimbang berat benda uji dalam kondisi kering, berat benda uji di dalam air dan berat benda uji kering permukaan jenuh. Tahapan berikutnya adalah :

- bulk specific gravity aggregate gr/cm3 ( B ) =

- effective specific gravity aggregate gr/cm3 ( C ) =

- bulk specific gravity of mix gr/cm3 =

- berat jenis maksimum campuran teoritis gr/cm3 ( D ) =

atau

A = kadar aspalT = berat jenis aspal

- volume benda uji cm3 = berat benda uji jenuh permukaan kering – berat benda uji dalam air

- berat isi benda uji campuran ( J ) =

- total rongga udara dalam campuran (voids in mix = VIM) =

atau

D = berat jenis maksimum campuran teoritisJ = berat isi benda uji campuran

- rongga udara dalam agregat (void in mineral aggregate = VMA) =

- rongga terisi aspal (void filled with asphalt = VFA) =

- luas permukaan agregat (agregat surface area = Q) = A3/4 x 0,41 + A3/8 x 0,41 + A# 4 x 0,41 + A# 8 x 0.82 + A# 16 x 1,64 + A# 30 x 2,87 + A#

50 x 6,14 + A# 100 x 12,29 + A# 200 x 32,77.Ax = persentase lolos saringan agregat campuran sesuai nomor saringan.

- penyerapan total campuran agregat terhadap aspal =

A = kadar aspalB = bulk specific gravity agregatT = berat jenis aspalD = berat jenis maksimum campuran teoritis

- bitumen film thickness =

R = penyerapan total campuran agregat terhadap aspalQ = aggregate surface areaT = berat jenis aspal

Selanjutnya uji Marshall untuk mengetahui nilai stabilitas dan flow benda uji.

- marshall quotient = .