kualitas bahan bitumen akibat penambahan kadar …digilib.unila.ac.id/55001/3/skripsi tanpa bab...
TRANSCRIPT
KUALITAS BAHAN BITUMEN AKIBAT PENAMBAHAN KADAR
LIGNIN YANG BERBEDA
(Skripsi)
Oleh
RADITYA RUKMANANDA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2018
ABSTRAK
KUALITAS BAHAN BITUMEN AKIBAT PENAMBAHAN KADAR
LIGNIN YANG BERBEDA
Oleh
RADITYA RUKMANANDA
Aspal merupakan salah satu material yang digunakan sebagai bahan pembuatan
jalan raya. Kebutuhan Modifikasi aspal diakibatkan dari pembatasan dan
kapabilitas dari bahan pengikat aspal dasar untuk menahan tekanan. Lignin
berfungsi sebagai pengikat sel-sel kayu. Lignin digunakan sebagai bahan aditif
untuk meningkatkan kualitas bahan bitumen
Bahan pengikat yang digunakan adalah aspal penetrasi 60/70. Bahan lignin yang
digunakan berasal dari limbah serat kelapa sawit. Variasi penambahan lignin pada
kadar aspal sebesar 0%, 3%, 6%, 9%. Pengujian karakteristik aspal yang dilakukan
adalah Berat Jenis Aspal, Penetrasi, Daktilitas, Titik Lembek, Penurunan Berat
Minyak, Viskositas.
Aspal pada penelitian ini mengalami peningkatan kualitas. Pencampuran lignin
terbaik adalah 3% dan 6%. Ditunjukkan oleh uji Penetrasi, nilai penetrasi aspal
meningkat sampai dengan 53,6 mm. Sensitivitas aspal terhadap suhu meningkat
ditunjukkan oleh uji titik lembek mencapai 62˚C. Pencampuran lignin sebesar 6%
menjadi nilai tertinggi untuk pengaruh viskositas aspal yaitu 827 cst. Nilai berat
jenis aspal mencapai 1,0714 gr/cm3. Pada campuran lignin 9% terjadi penurunan
pada uji Daktilitas, uji Viskositas, uji Berat Jenis Aspal.
Kata kunci : Aspal, Lignin, Modifikasi, Penetrasi, Viskositas.
ABSTRACT
QUALITY OF BITUMEN MATERIALS DUE TO ADDITION TO
DIFFERENT LIGNIN LEVELS
BY
RADITYA RUKMANANDA
Asphalt is one of the materials used as a road-making material. Needs for ashpalt
modification are caused by restrictions and capabilities of basic asphalt binder
material to withstand pressure. Lignin functions as a binding for wood cells. Lignin
is used as an additive to improve the quality of bitumen material.
The binder used is 60/70 asphalt penetration. The lignin material used comes from
palm oil fiber waste. The variation of lignin addition on asphalt levels is 0%, 3%,
6%, 9%. Characteristics test of asphalt carried out is Asphalt Specific Gravity,
Penetration, Ductility, Softening Point, Oil Weight Loss, Viscosity.
Asphalt in this study experienced an increase in quality. The best mixing of lignin
is 3% and 6%. Shown by the Penetration test, the value of asphalt penetration
increased to 53.6 mm. The sensitivity of asphalt to rising temperatures is indicated
by the softening point test reaching 62˚C. 6% lignin mixing is the highest value for
the effect of asphalt viscosity of 827 cst. The value of asphalt density reaches 1.0714
gr / cm3. In the 9% lignin mixture there is a decrease in the Ductility test, Viscosity
test, Asphalt Specific Gravity test.
Keywords: Asphalt, Lignin, Modification, Penetration, Viscosity.
KUALITAS BAHAN BITUMEN AKIBAT PENAMBAHAN KADAR
LIGNIN YANG BERBEDA
Oleh
RADITYA RUKMANANDA
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar
SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Lampung
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2018
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bandar Lampung pada tanggal 03
September 1995. Merupakan anak pertama dari dua
bersaudara, dari pasangan Bapak Nomaden Nazori dan
Ibu Mala Hasianiar. Penulis memiliki satu adik
perempuan bernama Meitania Zahira Salsabila.
Penulis memulai jenjang pendidikan dari Taman Kanak-kanak Pertiwi Kota
Bandar Lampung pada tahun 2000, pada tahun 2001 memasuki Sekolah Dasar
Negeri 2 Rawa Laut Bandar Lampung, kemudian pada tahun 2007 melanjutkan
jenjang pendidikan di SMP Kartika II-2 Bandar Lampung, dan SMA YP Unila
Bandar Lampung pada tahun 2010 dan lulus pada tahun 2013.
Penulis terdaftar sebagai mahasiswa Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Sipil,
Universitas Lampung melalui jalur Seleksi Masuk Perguruan Tinggi Negeri Jalur
Paralel pada tahun 2013. Selama menjadi mahasiswa penulis aktif di organisasi
Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil (HIMATEKS UNILA). Pada tahun 2017
penulis melakukan Kerja Praktik pada proyek pembangunan Gedung Rusunawa
ITERA (Institut Teknologi Sumatera) selama 3 bulan. Penulis juga telah
melakukan Kuliah Kerja Nyata (KKN) di desa Kalisari, Kecamatan Kalirejo,
Kabupaten Lampung Tengah selama 40 hari pada periode Januari-Februari 2017.
Selama masa perkuliahan penulis pernah menjadi anggota asisten dosen
praktikum Perkerasan Jalan Raya pada tahun 2017-2018.
LEMBAR PERSEMBAHAN
Rasa syukur yang tiada henti kuucapkan pada Allah SWT,
atas segala nikmat dan karunia yang telah Engkau berikan.
Dengan penuh rasa cinta, kupersembahkan karya ini
kepada
Ibunda, Ayahanda dan Adik tersayang
yang senantiasa mencurahkan kasih dan sayang di setiap langkah, melantunkan
harapan dalam setiap doa,
mendukung sepenuhnya baik moril maupun materil demi sebuah cita-cita di masa
depan.
Juga untuk saudara, keluarga, serta teman-temanku
yang senantiasa mendukung keberhasilanku
dan
Almamater Tercinta.
MOTTO
“Dan bahwasannya seorang manusia tiada memperoleh selain apa
yang telah diusahakannya.”
(QS An Najm: 39)
“Work hard in silence , let your success be your noise.”
(Frank Ocean)
“Great men are not born great, they grow great.”
(Don Vito Corleone)
“Hatiku tenang karena mengetahui bahwa apa yang melewatkanku
tidak akan pernah menjadi takdirku dan apa yang ditakdirkan
untukku tidak akan pernah melewatkanku.”
(Umar Bin Khattab)
SANWACANA
Puji syukur Penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan
nikmat, rahmat dan hidayah-Nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan skripsi
yang berjudul “Kualitas Bahan Bitumen Akibat Penambahan Kadar Lignin
yang Berbeda”. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik, Universitas Lampung.
Dalam penulisan skripsi ini Penulis banyak mendapatkan ilmu, pengetahuan,
bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan
ini dengan segala kerendahan hati, Penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Suharno, M.Sc. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Lampung.
2. Bapak Gatot Eko Susilo, S.T., M.Sc., Ph.D. selaku Ketua Jurusan Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Lampung.
3. Bapak Sasana Putra S.T.,M.T. sebagai Pembimbing Pertama serta Orang Tua
Penulis ketika kuliah di Teknik Sipil Universitas Lampung atas bantuan,
bimbingan, motivasi dan kesediaannya dalam meluangkan waktu.Bapak Prof.
Dr. Suharno, M.Sc. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung.
4. Bapak Ir. Muhammad Karami, S.T., M.Sc., Ph.D. sebagai Pembimbing
Kedua serta Orang Tua Penulis ketika kuliah di Teknik Sipil Universitas
Lampung atas bantuan, bimbingan, motivasi dan saran-saran yang
membangun selama Penulis menyelesaikan skripsi.Bapak
5. Ibu Dr. Rahayu Sulistyorini. S.T.,M.T sebagai Pembahas yang telah
memberikan ilmu, pengetahuan, nasehat serta saran guna menyempurnakan
skripsi.
6. Ir. Priyo Pratomo, M.T. selaku Dosen Pembimbing Akademik yang telah
banyak membantu penulis selama masa perkuliahan.
7. Kedua orang tuaku, Bapak Nomaden Nazori, dan Ibu Mala Hasianiar yang
senantiasa memberikan curahan kasih dan sayang, doa yang tiada henti serta
dukungan moril maupun materil untuk sebuah cita-cita di masa depan.
8. Adikku tersayang, Meitania Zahira Salsabila yang senantiasa menjadi
semangat, memotivasi dan mendoakan Penulis.
9. Teman–teman seperjuangan skripsi Perkerasan Jalan, Apis Prada Ramadhan,
Moh Denny Yudha Putra, Atreyu Alfarido, Atri Ranindita, Alvio Rini yang
telah memberikan waktu maupun ilmu yang sangat membantu dan
bermanfaat selama setahun terakhir ini.
10. Gusti Resha Primarini the one who’s not-so-good-in-patient but stays true
thru ups and downs. Terima kasih atas semua waktu, kebaikan, kesabaran,
dukungan, doa serta menjadi penyemangat selama ini.
11. Komandan Tinggi 2013 M. Diego Arifin dan Wakil Komandan Tinggi 2013
Ismawan Dewansyah yang selama ini rela memimpin angkatan 2013 dengan
suka maupun duka.
12. Para Comrade, kumpulan pria terbaik, Dono, Reston, Tamel, Ega, Dani,
Fahmi, Rizki, Dipo, Doni, Faisal, Fajar, Fazario, Ikhfan, Illyasa, Ican, Nay,
Medi, Loga, Arek, Reyhan, Papah Sukro, Kikay, Dimas, Tulus, Bos Willy.
Terima kasih atas semua keringat dan darahnya untuk berjuang bersama
membangun apa yang kita percaya sampai sejauh ini.
13. Siti Prizkanisa dan Fitri Ananda yang telah memberikan bantuan dan doa
selama masa perkuliahan dan mendukung dalam penyelsaian skripsi ini.
14. Teman-teman seperjuangan Angkatan 2013 lainnya terima kasih atas
kekerabatan dan kebersamaan yang indah selama meraih kesuksesan di
Teknik Sipil Universitas Lampung.
15. Praktikan Perkerasan Jalan Raya, Salsa, Indira, Ridho S, Andi, Lode, Kholiq
adik kecil, Ridho R, Dwita, dan Adipati, yang telah mendukung dalam
penyelsaian skripsi ini.
Penulis mendo’akan semoga Allah senantiasa memberikan balasan kebaikan
kepada seluruh pihak yang telah banyak membantu, semoga skripsi ini dapat
bermanfaat dalam menambah ilmu dan pengetahuan bagi siapa saja yang
menggunakannya. Aamiin..
Bandar Lampung, Desember 2018
Penulis,
Raditya Rukmananda
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ....................................................................................................... i
DAFTER GAMBAR .......................................................................................... ii
DAFTAR TABEL ............................................................................................... iii
DAFTAR NOTASI ............................................................................................. iv
I. PENDAHULUAN ........................................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ....................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................... 2
1.3 Tujuan Penelitian ................................................................................... 3
1.4 Batasan Masalah .................................................................................... 3
1.5 Manfaat Penelitian ................................................................................. 3
II. TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................. 4
2.1 Penelitian Terdahulu (State Of The Art) ................................................ 4
2.2 Aspal ....................................................................................................... 5
2.3 Jenis-Jenis Aspal .................................................................................... 6
2.3.1 Aspal Keras .................................................................................. 6
2.3.2 Aspal Cair ..................................................................................... 7
2.3.3 Aspal Emulsi ................................................................................ 7
2.4 Sifat-Sifat Aspal ..................................................................................... 8
2.5 Sifat Kimiawi Aspal ............................................................................... 10
2.5.1 Asphaltene ..................................................................................... 11
2.5.2 Resin .............................................................................................. 12
2.5.3 Aromatis ........................................................................................ 12
2.5.4 Saturate .......................................................................................... 12
2.5.5 Oil .................................................................................................. 12
2.6 Aspal Modifikasi .................................................................................... 13
2.7 Bahan Pengikat Alami ............................................................................ 16
2.8 Lignin ..................................................................................................... 16
2.9 Sifat Kimia Lignin .................................................................................. 18
v
III. METODE PENELITIAN ........................................................................... 20
3.1. Waktu dan Tempat ................................................................................. 20
3.2. Pelaksanaan Pengujian ........................................................................... 20
3.2.1. Pengujian Ekstraksi Lignin ........................................................... 20
3.2.2. Persiapan Benda Uji ..................................................................... 21
3.2.3. Pengujian Berat Jenis Aspal ......................................................... 21
3.2.4. Pengujian Penetrasi ...................................................................... 23
3.2.5. Pengujian Daktilitas ...................................................................... 25
3.2.6. Pengujian Titik Lembek ............................................................... 27
3.2.7. Pengujian Penurunan Berat Minyak ............................................. 29
3.2.8. Pengujian Viskositas .................................................................... 31
3.3. Diagram Alir Penelitian ......................................................................... 33
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................... 34
4.1. Pengujian Bahan .................................................................................... 34
4.2. Pengujian Yang Dilakukan .................................................................... 35
4.3. Hasil Pengujian Aspal Modifikasi ......................................................... 36
4.3.1. Titik Lembek ................................................................................ 36
4.3.2. Penetrasi ....................................................................................... 38
4.3.3. Daktilitas ....................................................................................... 39
4.3.4. Viskositas ..................................................................................... 41
4.3.5. Berat Jenis Aspal .......................................................................... 44
4.3.6. Penurunan Berat Minyak .............................................................. 45
V. SIMPULAN DAN SARAN ........................................................................... 49
5.1. Simpulan ................................................................................................ 49
5.2. Saran ...................................................................................................... 50
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 51
LAMPIRAN ....................................................................................................... 54
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1. Struktur Kimiawi Aspal .............................................................................. 11
2. Struktur Asphaltene ..................................................................................... 11
3. Molekul Hidrokarbon Alifatik dan Aromatic .............................................. 15
4. Struktur Ikatan Kimia Lignin ...................................................................... 19
5. Diagram Alir Penelitian .............................................................................. 33
6. Grafik Titik Lembek ................................................................................... 37
7. Grafik Penetrasi .......................................................................................... 38
8. Grafik Daktilitas .......................................................................................... 40
9. Grafik Viskositas ........................................................................................ 43
10. Grafik Berat Jenis Aspal ............................................................................. 44
11. Grafik TFOT ............................................................................................... 46
12. Grafik Keseluruhan Variasi Penambahan Lignin ....................................... 48
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1. Spesifikasi Umum Bina Marga 2010 Divisi 6 Tabel 6.3.2.5 ...................... 7
2. Kadar Lignin Rata-Rata Beberapa Jenis Kayu Menurut Bagian Dalam
Batang.. ....................................................................................................... 17
3. Perbandingan Spesifikasi Aspal Penetrasi 60/70 dengan Aspal
Modifikasi ................................................................................................... 35
4. Sumber hasil penelitian uji Titik Lembek tahun 2017-2018 ....................... 36
5. Sumber hasil penelitian uji Penetrasi tahun 2017-2018 ............................... 39
6. Sumber hasil penelitian uji Daktilitas tahun 2017-2018 ............................. 40
7. Konversi Viskositas .................................................................................... 42
8. Sumber hasil penelitian uji Viskositas tahun 2017-2018 ............................ 43
9. Sumber hasil penelitian uji Berat Jenis Aspal tahun 2017-2018 ................ 45
10. Sumber hasil penelitian uji TFOT tahun 2017-2018 .................................. 46
DAFTAR NOTASI
PR = Penetrasi aspal
𝜂 = viskositas aspal
W1 = Berat cawan
W2 = Berat cawan + aspal sebelum dioven
W3 = Berat cawan + aspal sesudah dioven
cSt = Centistokes
BJ = Berat Jenis
ASTM = American Standart for Testing and Official
AASTHO = American Association as State and Transparation Official
TFOT = Thin Film Over Test
PI = Penetration Index
AC = Konsentrasi Kekerasan Aspal Keras
CPO = Crude Palm Oil
P = Paraffins
A1 = Acidaffin I
A2 = Acidaffin II
N = Nitrogen bases
A = Aphaltenes
H = Hidrogen
C = Carbon
S = Sulfur
O = Oksigen
Ni = Nikel
Fe = Ferrum
Ca = Kalsium
pH = Power of Hydrogen
I.PENDAHULUAN
1.1. Latar belakang
Aspal merupakan salah satu material yang digunakan sebagai bahan
pembuatan jalan raya. Material ini dipilih karena hasil akhirnya yang baik
dan nyaman sebagai perkerasan fleksibel. Untuk menekan jumlah
kebutuhan akan aspal yaitu dengan meminimalisir penggunaan bahan dasar
aspal, atau dengan peningkatan mutu aspal dalam campuran seperti
peningkatan stabilitas dan durabilitas (Diansari, 2016).
Kebutuhan Modifikasi aspal diakibatkan dari pembatasan dan kapabilitas
dari bahan pengikat aspal dasar untuk menahan tekanan. Ketika sifat
reologikal dan mekanikal dari bahan pengikat aspal dasar tidak ideal untuk
mengakomodasi perubahan dalam beban angkut, volume angkut,
persyaratan struktur lingkungan dan perkerasan, modifikasi sudah
digunakan sebagai alternatif untuk memperbaiki sifat bahan pengikat aspal.
Sifat reologikal dan ketahanan dari sifat dasar bahan pengikat aspal tidak
cukup untuk melawan tekanan yang disebabkan dalam angkutan dan
perubahan kondisi lingkungan.
Lignin adalah komponen utama penyusun kayu selain selulosa dan
hemiselulosa. Lignin terdiri dari molekul-molekul senyawa polifenol yang
berfungsi sebagai pengikat sel-sel kayu satu sama lain, sehingga menjadi
2
keras dan kaku, selain itu mampu meredam kekuatan mekanis yang
dikenakan terhadapnya. Oleh sebab itu lignin dapat dimanfaatkan sebagai
bahan perekat pada kayu lapis, komposit dan berbagai produk kayu lainnya.
(Falah, 2012).
Berdasarkan hal tersebut penelitian ini mencoba menggunakan lignin
sebagai bahan aditif untuk meningkatkan kualitas bahan bitumen.
1.2. Rumusan Masalah
Banyaknya jumlah kendaraan yang melintasi jalan mendorong untuk
meningkatkan pelayanan jalan dengan mencegah kerusakan pada lapis
perkerasan jalan, kenaikan volume kendaraan tidak diikuti dengan
peningkatan kualitas aspal, salah satu cara meningkatkan kualitas aspal
dengan cara memodifikasi aspal tersebut. Cara yang dapat dilakukan untuk
memodifikasi aspal adalah dengan menambahkan zat additive pada
campuran aspal, zat additive yang dipakai pada penelitian ini adalah Lignin.
Susunan molekul pada aspal yang didominasi oleh karbon dan hidrogen
tidak mudah pecah/rusak, tetapi akan pecah jika berinteraksi dengan
oksigen. Di dalam lignin sendiri juga terdapat unsur karbon dan hidrogen,
lignin termasuk senyawa hidrofobik, zat yang tidak dapat larut dalam air
tetapi dapat larut dalam minyak.
Sehingga perlu dilakukan penambahan zat aditif berupa lignin untuk
menambah kualitas dari bahan bitumen sebagai bahan pengikat.
3
1.3. Tujuan Penelitian
Penelitian ini adalah mengetahui pengaruh penambahan bahan aditif berupa
lignin terhadap kualitas atau karakteristik bahan bitumen.
1.4. Batasan Masalah
Masalah pada penelitian ini dibatasi pada sifat dan karakteristik campuran
lapisan aspal beton, serta melakukan pengujian di Laboratorium Inti Jalan
Raya Universitas Lampung. Adapun ruang lingkup penelitian ini terbatas
pada:
1. Bahan pengikat yang digunakan adalah aspal penetrasi 60/70.
2. Bahan lignin yang digunakan berasal dari limbah serat kelapa sawit.
3. Variasi penambahan lignin pada kadar aspal 0%, 3%, 6%, 9%.
4. Uji yang dilakukan untuk menilai kualitas atau karakteristik bahan
bitumen adalah Uji Berat Jenis Aspal, Uji Penetrasi, Uji Daktilitas, Uji
Titik Lembek, Uji Penurunan Berat Minyak, Uji Viskositas.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari hasil penelitian ini memberikan informasi
antara lain:
1. Merupakan salah satu terobosan baru dibidang perkerasan jalan terkait
pemanfaatan limbah untuk peningkatan kualitas campuran beraspal.
2. Meningkatkan nilai ekonomis limbah serat kelapa sawit.
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Penelitian Terdahulu (State Of The Art)
Saat ini, Indonesia adalah produsen dan eksportir minyak kelapa sawit atau
Crude Palm Oil (CPO) terbesar di dunia. Menurut data dari Kementerian
Pertanian Indonesia, jumlah total luas area perkebunan sawit di Indonesia
mencapai sekitar 8 juta hektar dengan total produksi CPO 32 juta ton pada
tahun 2016. Produksi minyak kelapa sawit menghasilkan limbah-limbah yang
memiliki potensi untuk diolah lebih lanjut menjadi produk baru.
Menurut Undang-Undang Republik Indonesia No. 32 Tahun 2009 tentang
Perlindungan Dan Pengelolaan Lingkungan Hidup Pasal 69: Setiap orang
dilarang melakukan perbuatan yang mengakibatkan pencemaran dan atau
perusakan lingkungan hidup.
Salah satu limbah minyak kelapa sawit adalah ampas yang dihasilkan dari
pengpresan CPO. Ampas berupa cake yang terdiri atas serat dan biji. Biji
dipisahkan dari serat untuk diproses lebih lanjut menjadi minyak inti kelapa
sawit (KPO), serat sisanya merupakan serat buah (mesocarp) kelapa sawit.
Saat ini serat mesocarp hanya dimanfaatkan sebagai bahan bakar boiler dengan
mengeringkan terlebih dahulu serat dalam waktu yang cukup lama (Shahidi,
2005).
5
Penelitian terdahulu tentang pemanfaatan limbah khususnya Lignin pernah
dilakukan. Penelitian yang pernah dilakukan yaitu Pemanfaatan Limbah
Lignin Dari Proses Pembuatan Bioetanol Dari TKKS Sebagai Bahan Aditif
Pada Mortar oleh Faizatul Falah. Hasil dari penelitian tersebut adalah
penambahan Lignin dari tkks dapat meningkatkan kuat tekan dari mortar pada
usia mortar 7 hari dan 28 hari dibandingkan mortar dengan lignosulfonat
komersial pada berbagai faktor air semen dengan kuat tekan tertinggi 39,28
N/mm2 dicapai pada penambahan lignin 2% dan faktor air semen 0,425.
Waktu pengerasan mortar dengan aditif dari lignin meningkat secara tepat
sehingga waktu curing yang dibutuhkan lebih singkat. Pada usia mortar 7 hari
kuat tekannya telah mencapai hingga 80% dari kuat tekan 28 hari.
2.2. Aspal
Aspal didefinisikan sebagai material perekat, berwarna hitam atau coklat tua,
dengan unsur utama bitumen. Aspal dapat diperoleh di alam maupun
merupakan residu dari pengilangan minyak bumi. Aspal adalah material yang
pada temperatur ruang berbentuk padat sampai agak padat, dan bersifat
termoplastis. Jadi, aspal akan mencair jika dipanaskan sampai temperatur
tertentu, dan kembali membeku jika temperatur turun (Sukirman, 2003).
Aspal dibuat dari minyak mentah (crude oil) dan secara umum berasal dari sisa
organisme laut dan sisa tumbuhan laut dari masa lampau yang tertimbun oleh
pecahan batu batuan. Setelah berjuta juta tahun material organisme dan lumpur
terakumulasi dalam lapisan-lapisan ratusan meter, beban dari beban teratas
menekan lapisan yang terbawah menjadi minyak mentah yang menjadi
6
senyawa dasar hydrocarbon. Aspal biasanya berasal dari destilasi dari minyak
mentah, namun aspal ditemukan juga sebagai bahan alam (misal : asbuton),
dimana sering juga disebut mineral (Shell Bitumen, 1990).
2.3. Jenis-jenis Aspal
Pada dasarnya aspal terbuat dari suatu rantai hidrokarbon yang disebut
bitumen, oleh sebab itu aspal sering disebut material berbituminous. Jenis-jenis
aspal buatan hasil penyulingan minyak bumi terdiri dari:
2.3.1 Aspal keras (asphalt cement)
Aspal keras merupakan aspal hasil destilasi yang bersifat viskoelastis
sehingga akan melunak dan mencair bila mendapat cukup pemanasan dan
sebaliknya. Aspal keras digunakan untuk bahan pembuatan Asphalt
Course, aspal yang digunakan dapat berupa aspal keras penetrasi 60 atau
penetrasi 80 yang memenuhi persyaratan aspal keras. Jenis-jenisnya:
a. Aspal penetrasi rendah 40/55, digunakan untuk kasus jalan dengan
volume lalu lintas tinggi dan daerah dengan cuaca iklim panas.
b. Aspal penetrasi rendah 60/70, digunakan untuk kasus jalan dengan
volume lalu lintas sedang atau tinggi, dan daerah dengan cuaca iklim
panas.
c. Aspal penetrasi rendah 80/100, digunakan untuk kasus jalan dengan
volume lalu lintas sedang/rendah dan daerah dengan cuaca iklim
dingin.
d. Aspal penetrasi rendah 100/110, digunakan untuk kasus jalan dengan
volume lalu lintas rendah dan daerah dengan cuaca iklim dingin.
7
2.3.2. Aspal cair (cut back asphalt)
Aspal cair adalah aspal berbentuk cair pada temperatur ruang. Aspal cair
merupakan campuran aspal keras dengan bahan pengencair dari hasil
penyulingan minyak bumi seperti minyak tanah, bensin, atau solar.
Aspal cair digunakan untuk keperluan lapis resap pengikat (prime coat).
2.3.3. Aspal emulsi (emulsion asphalt)
Aspal emulsi adalah campuran aspal dengan air dan bahan pengemulsi
yang dilaksanakan di pabrik pencampuran. Aspal ini berbentuk lebih cair
dibandingkan dengan aspal cair.
Tabel 1. Spesifikasi Aspal Keras pen 60/70
No. Jenis Pengujian Metode Pengujian Persyarat
an
1. Penetrasi, 25
oC, 100 gr,
5 detik; 0,1 mm SNI 06-2456-1991 60 - 70
2. Viskositas 135oC SNI 06-6441-2000 385
3. Titik Lembek (oC) SNI 06-2434-1991 ≥ 48
4. Indeks Penetrasi - ≥ - 1,0
5. Daktilitas pada 25oC, (cm) SNI 06-2432-1991 ≥ 100
6. Titik Nyala (oC) SNI 06-2433-1991 ≥ 232
7. Kelarutan dlm Toluene (%) ASTM D5546 ≥ 99
8. Berat Jenis SNI 06-2441-1991 ≥ 1,0
9. Berat yang Hilang SNI 06-2441-1991 ≤ 0,8
Sumber : Spesifikasi Umum Bina Marga 2010 Divisi 6 Tabel 6.3.2.5
Secara umum, jenis aspal dapat diklasifikasikan berdasarkan asal dan
proses pembentukannya adalah sebagai berikut:
a) Aspal Alamiah
Aspal alamiah ini berasal dari berbagai sumber, seperti pulau Trinidad
dan Bermuda. Aspal dari Trinidad mengandung kira-kira 40%
8
organik dan zat-zat anorganik yang tidak dapat larut, sedangkan yang
berasal dari Bermuda mengandung kira-kira 6% zat-zat yang tidak
dapat larut. Dengan pengembangan aspal minyak bumi, aspal alamiah
relatif menjadi tidak penting.
b) Aspal Minyak Bumi
Aspal minyak bumi perrtama kali digunakan di Amerika Serikat untuk
perlakuan jalan pada tahun 1894. Bahan-bahan pengeras jalan aspal
sekarang berasal dari minyak mentah domestik bermula dari ladang-
ladang di Kentucky, Ohio, Michigan, Illinois, Mid-Continent, Gulf-
Coastal, Rocky Mountain, California, dan Alaska. Sumber-sumber
asing termasuk Meksiko, Venezuela, Colombia, dan Timur Tengah.
Sebesar 32 juta ton telah digunakan pada tahun 1980 (Oglesby, 1996).
2.4. Sifat-sifat Aspal
Aspal terdiri dari senyawa hidrokarbon, nitrogen, dan logam lain, sesuai jenis
minyak bumi dan proses pengolahannya. Mutu kimiawi aspal ditentukan dari
komponen pembentuk aspal. Saat ini telah banyak metode yang digunakan
untuk
meneliti komponen–komponen pembentuk aspal. Komponen fraksional
pembentuk aspal dikelompokkan berdasarkan karakteristik reaksi yang sama.
Metode Rostler menentukan komponen fraksional aspal melalui daya larut
aspal di dalam asam belerang (sulfuric acid).
Terdapat 5 komponen fraksioanal aspal berdasarkan daya reaksi kimiawinya di
dalam sulfuric acid , yaitu:
9
1. Asphaltenes (A)
2. Nitrogen Bases (N)
3. Acidaffin I (A1)
4. Acidaffin II (A2)
5. Paraffins (P)
(Sukirman, 2003).
Aspal atau bitumen merupakan material yang berwarna hitam kecoklatan
yang bersifat viskoelastis sehingga akan melunak dan mencair bila mendapat
cukup pemanasan dan sebaliknya (Sukirman, 2003). Sifat viskoelastis inilah
yang membuat aspal dapat menyelimuti dan menahan agregat tetap pada
tempatnya selama proses produksi dan masa pelayanannya. Aspal merupakan
material yang bersifat viscoelastis dan memiliki ciri-ciri beragam, yaitu:
1. Aspal mempunyai sifat Thixotropy, yaitu jika dibiarkan tanpa mengalami
tegangan-tegangan akan berakibat aspal menjadi mengeras sesuai dengan
jalannya waktu.
2. Aspal adalah bahan yang Thermoplastis, yaitu viskositasnya akan
berubah sesuai dengan perubahan temperatur yang terjadi. Semakin
tinggi temperatur aspal, maka viskositasnya akan semakin rendah,
demikian pula sebaliknya.
3. Aspal mempunyai sifat Rheologic, yaitu hubungan tegangan (stress) dan
regangan (strain) dipengaruhi oleh waktu. Apabila mengalami
pembebanan dengan jangka waktu pembebanan yang sangat cepat, maka
aspal akan bersifat elastis, namun jika lama pembebanan yang terjadi
cukup lama, sifat aspal menjadi plastis.
10
2.5. Sifat Kimiawi Aspal
Aspal dipandang sebagai sebuah sistem koloidal yang terdiri dari komponen
molekul berat yang disebut aspaltene, dispersi/hamburan di dalam minyak
perantara disebut maltene. Bagian dari maltene terdiri dari molekul perantara
disebut resin yang menjadi instrumen di dalam menjaga dispersi asphaltene.
(Koninklijke, 1987). Aspal merupakan senyawa hidrogen (H) dan karbon (C)
yang terdiri dari paraffin.
Fungsi kandungan aspal dalam campuran juga berperan sebagai selimut
agregat dalam bentuk film aspal yang berperan menahan gaya gesek permukaan
dan mengurangi kandungan pori udara yang juga berarti mengurangi penetrasi
air ke dalam campuran (Rianung, 2007).
Di dalam maltene terdapat tiga komponen penyusun yaitu saturate, aromatis,
dan resin. Dimana masing-masing komponen memiliki struktur dan komposisi
kimia yang berbeda, dan sangat menentukan dalam sifat rheologi bitumen.
Aspal merupakan senyawa yang kompleks, bahan utamanya disusun oleh
hidrokarbon dan atom-atom N, S, dan O dalam jumlah yang kecil, juga
beberapa logam seperti Vanadium, Ni, fe, Ca dalam bentuk garam organik dan
oksidanya. Dimana unsur-unsur yang terkandung dalam bitumen adalah
Karbon (82-88%), Hidrogen (8-11%), Sulfur (0-6%), Oksigen (0-1,5%), dan
Nitrogen (0-1%).
11
Gambar 1. Struktur Kimiawi Aspal
Berikut sifat-sifat dari senyawa penyusun dari aspal:
2.5.1 Asphaltene
a) Berwarna hitam/coklat amorf, bersifat termoplatis dan sangat polar,
merupakan komplek aromatis, H/C ratio 1 :1, berat molekul 1000 –
100000, dan tidak larut dalam n-heptan.
b) Berpengaruh pada sifat reologi bitumen, pemanasan yang
berkelanjutan akan rusak.
c) Makin tinggi asphaltene, maka bitumen makin keras, makin kental,
makin tinggi titik lembeknya, makin rendah harga penetrasinya.
d) Kelompok ini membentuk butiran halus, berdasarkan struktur
benzena aromatis serta berat molekul tinggi.
Gambar 2. Struktur Asphaltene
12
2.5.2 Resin
a) Berwarna coklat tua, berbentuk solid/semi solid, tersusun oleh C dan
H, dan sedikit O, S, dan N, bersifat sangat polar, H/C ratio 1,3 - 1,4,
berat molekul 500 – 50000, dan larut dalam n-heptan.
b) Daya rekat yang kuat, dan berfungsi sebagai dispersing agent atau
peptisizer dari asphaltene.
c) Kelompok ini membentuk cairan penghubung asphaltenese dan
mempunyai berat molekul sedang. Selanjutnya gabungan oil dan resin
sering disebut maltene.
2.5.3 Aromatis
a) Berwarna coklat tua, berbentuk cairan kental, bersifat non polar, dan
di dominasi oleh cincin tidak jenuh, berat molekul 300 – 2000.
b) Terdiri dari senyawa naften aromatis, komposisi 40-65% dari total
bitumen.
2.5.4 Saturate
a) Berbentuk cairan kental non polar, berat molekul hampir sama dengan
aromatis.
b) Tersusun dari campuran hidrokarbon lurus, bercabang, alkil napthene,
dan aromatis, komposisi 5-20% dari total bitumen.
2.5.5 Oil
Kelompok ini berbentuk cairan yang melarutkan asphaltene, tersusun
dari paraffin, siklo paraffin dan aromatis serta mempunyai berat molekul
rendah.
13
Asphaltene dan resin yang bersifat sangat polar dapat bercampur
membentuk koloid atau micelle dan menyebar dalam aromatis dan
saturate. Dengan demikian maka aspal atau bitumen adalah suatu
campuran cairan kental senyawa organik, berwarna hitam, lengket, larut
dalam karbon disulfida, dan disusun utamanya oleh ”polisiklik aromatis
hidrokarbon” yang sangat kompak. (Nuryanto, A. 2008).
2.6. Aspal Modikasi
Aspal modifikasi adalah suatu material yang dihasilkan dari modifikasi antara
polimer alam atau polimer sintetis dengan aspal. Aspal modifikasi telah
dikembangkan selama beberapa dekade terakhir. Umumnya dengan sedikit
penambahan bahan polimer (biasanya sekitar 2-6%) sudah dapat meningkatkan
hasil ketahanan yang lebih baik terhadap deformasi, mengatasi keretakan-
keretakan dan meningkatkan ketahanan usang dari kerusakan akibat umur
sehingga dihasilkan pembangunan jalan lebih tahan lama serta juga dapat
mengurangi biaya perawatan atau perbaikan jalan (Polacco, 2005).
Penggunaan campuran aspal modifikasi merupakan trend yang semakin
meningkat tidak hanya karena faktor ekonomi, tetapi juga demi mendapatkan
kualitas aspal yang lebih baik dan tahan lama. Aspal modifikasi yang diperoleh
dari interaksi antara komponen aspal dengan bahan pengikat alami (Natural
binder) atau aditif polimer dapat meningkatkan sifat-sifat dari aspal tersebut.
Dalam hal ini terlihat bahwa keterpaduan bahan pengikat alami (Natural
binder) atau aditif polimer yang sesuai dengan campuran aspal. Penggunaan
14
polimer sebagai bahan untuk memodifikasi aspal terus berkembang di dalam
dekade terakhir (Fei-Hung, 2000).
Dengan kemajuan teknologi pada saat ini banyak dihasilkan bahan tambah atau
modified, sering juga disebut aditif, yaitu suatu bahan yang dapat dicampurkan
atau ditambahkan pada aspal atau batuan.
Untuk hal ini ada baiknya kalau dapat diketahui mengenai susunan rangkaian
dari atom yang ada pada aspal, menurut G.T Austin, ditinjau dari sudut kimia,
aspal merupakan suatu rangkaian atom atau “polymer“. Polimer satu dengan
polimer satunya tidak berkaitan secara kuat karena adanya ikatan rangkap pada
struktur molekul tersebut atau biasa disebut “Co-polymer”. Sifat-sifat Co-
polymer tersebut secara umum bersifat antara lain:
a. Stabilitas yang rendah
b. Kurangnya ketahanan terhadap suhu.
c. Mudahnya mengikat atom bebas.
Adanya sifat-sifat yang kurang menguntungkan tersebut para ahli berusaha
menemukan bahan yang dapat memperbaiki sifat kimiawi dari aspal. Akhirnya
ditemukan berbagai macam bahan tambah yang berfungsi sebagai katalisator
pada reaksi kimia pada aspalnya. Lewat reaksi kimia katalisator ini mengubah
ikatan rangkap pada aspal menjadi ikatan – ikatan tunggal pada rantai panjang,
yang lasim disebut polimer, yang bertindak sebagai katalisator untuk
memperbaiki struktur molekul pada aspal. Aspal merupakan senyawa
hidrokarbon, struktur molekul aspal sangatlah kompleks yang merupakan
15
koordinasi dari 3 jenis molekul dasar hidrokarbon, yaitu alifatik siklis dan
aromatic (Rianung, 2007).
Gambar 3. Molekul Hidrokarbon Alifatik Siklik dan Aromatic
Dengan perbaikan struktur molekul dalam aspal, artinya setelah pemakaian
bahan pengikat alami (Natural binder) atau aditif akan dapat merubah sifat-
sifat aspal antara lain:
a. Meningkatkan stabilitas.
b. Mengurangi kepekaan terhadap suhu.
c. Meningkatkan ketahanan terhadap deformasi.
Untuk memperbaiki sifat-sifat dari bahan permukaan aspal, peneliti telah
memusatkan perhatian pada aditif yang diperoleh dengan memanfaatkan bahan
pengikat alami (Natural binder), seperti lignin isolat dari kayu pinus (pinus
merkusii jungh et de vriese). Untuk bahan-bahan polimer yang efektif
digunakan jalan raya, haruslah yang dapat meningkatkan resistensi terhadap
keretakan letih, mengurangi cakupan deformasi permanen dan mengurangi
pengerasan pada suhu tinggi (King, 1986).
16
2.7. Bahan Pengikat Alami
Bahan pengikat alami (natural binder) aspal adalah suatu bahan yang dipakai
untuk ditambahkan pada aspal. Terrel & Epps (1988), penggunan bahan
pengikat alami (natural binder) atau aditif aspal merupakan bagian dari
klasifikasi jenis aspal modified yang yang berunsur dari jenis karet alam, karet
sintetis/buatan juga dari karet yang sudah diolah (dari ban bekas).
2.8. Lignin
Lignin berasal dari kata “lignum” yang berarti kayu. Lignin merupakan salah
satu komponen kayu baik kayu jarum (gymnospermae) maupun kayu daun
(angiospermae) di samping polisakarida dan ekstraktif (Sarkanen dan Ludwig,
1971). Ketiganya merupakan komponenn polimer, bergabung satu sama lain
membentuk suatu struktur tiga dimensi yang sangat kompleks.
Lignin adalah bahan polimer alam kedua terbanyak setelah selulosa, lignin
berada pada dinding sel dan antar sel, membuat kayu keras. Belum ditemukan
stuktur kimia yang pasti dari lignin (Fuadi dan Sulistya, 2008).
Lignin memiliki heterogenitas pada banyak tumbuhan yang secara botani
berbeda dalam seksi, kelas, ordo, genus maupun pada jaringan sel-sel kayu
yang berbeda bahkan pada lapisan dinding sel satu spesies (Anonymous, 1971).
Kadar lignin rata-rata Kalindra, Balsa, Gamal, dan Sengon menurut bagian
dalam batang tersaji pada Tabel 2.
17
Tabel 2. Kadar lignin rata-rata beberapa jenis kayu menurut bagian dalam batang
Jenis Kayu
Kadar Lignin (%)
Ujung Tengah Pangkal Rata-rata
Kaliandra 20,35 22,00 22,53 21,63
Balsa 23,33 24,85 25,35 24,51
Gamal 21,83 25,29 25,93 24,35
Sengon 23,59 25,29 25,98 25,95
Sumber: (Kasmudjo, 1982 dalam Santoso, 1995)
Lignin berada dengan polisakarida kayu, seperti selulosa dan liemilulosa yang
mempunyai afinitas yang kuat terhadap molekul air (hidrofobik) dan berfungsi
mengontrol penyerapan air oleh kayu. Lignin merupakan perekat alam, suatu
polimer kompleks penyusun kayu (Fengel dan wagener, 1985).
Jumlah dan sifat lignin kayu sangat bervariasi dan bergantung pada jenis kayu,
kayu daun jarum (softwood) atau kayu daun lebar (hard wood), lingkaran usia
kayu. Penelitian pada “Douglas-fir: menunjukkan bahwa kayu di bagian tengah
batang memiliki kandungan lignin yang lebih tinggi dibandingkan dengan
bagian tepi batang. Kayu daun tropis mempunyai kandungan lignin lebih
tinggi dibandingkan dengan kayu daun dari daerah temperatur sedang.
Kandungan lignin kayu jarum bervariasi antara 24-33% dan kayu daun tropis
26-35%. Dalam tanaman bukan kayu kandungan lignin umumnya antara 12-
17% (Supri, 2000).
18
Lignin juga dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan lignosulfonat.
Lignosulfonat adalah salah satu derivate lignin yang diperoleh dengan cara
sulfonasi lignin, merupakan polimer polielektrolit yang larut dalam air.
Umumnya lignosulfonat diperoleh dari lindi hitam (black liquor) yang berasal
dari buangan pabrik pulp. Lignosulfonat secara komersial banyak digunakan
sebagai aditif (zat tambahan) yang berfungsi sebagai plasticizer pada
pembuatan semen dan beton. Lignosulfonat juga dapat digunakan sebagai
surfaktan, bahan baku pembuatan vanillin, sebagai bahan pengikat pada pakan
ternak, dispersant untuk pewarna, conditioner, paper coating, pupuk (Falah,
2012).
2.9. Sifat Kimia Lignin
Karakteristik kimia lignin dapat dilakukan dengan analisis unsur dan penentuan
gugus metoksil. Selanjutnya ditentukan kandungan gugus fungsional lain
(missal gugus fenolat, hidroksil alifatik, dan gugus karbonil dan karboksil)
yang menunjukan perubahan-perubahan struktur lignin yang disebabkan oleh
prosedur isolasi atau perlakuan kimia (Meier et al., 1981 dalam Fengel dan
Wegener, 1995). Santoso (1995) menyatakan bahwa lignin mengandung gugus
metoksil sekitar 16,8%-17,4%. Jumlah metoksil dalam lignin tergantung pada
sumber lignin dan proses isolasi yang digunakan. Lignin merupakan senyawa
aromatic dengan struktur kimia yang kompleks. Reaktivitas lignin lebih
rendah dibandingkan dengan perekat fenol formaldehida serta jumlah gugus
reaktifnya pun sedikit (Nimz, 1983 dalam Pizzi, 1994).
19
Gambar 4. Struktur Ikatan Kimia Lignin
Faktor yang mendukung pemanfaatan lignin antara lain tempat reaktif dalam
struktur lignin dapat digunakan untuk beragam reaksi substitusi atau adisi,
lignin memiliki kesesuaian dengan beberapa bahan dasar kimia yang penting,
dan ketersediaannya dalam jumlah yang cukup besar dalam lindi hitam dapat
menjadi sumber polusi yang serius bila dibiarkan. Kendala pemanfaatan lignin
adalah struktur kimia dan bobot molekulnya tidak homogen sehingga
membutuhkan biaya lebih tinggi untuk memfraksikan dan memodifikasinya,
apabila dicuci dengan klorin dan diberi perlakuan panas atau kimia maka
komponen yang rusak akan banyak terbentuk, kandungan oksigen dan sifat
higroskopisnya yang tinggi serta strukturnya yang berdimensi 3 yang
melibatkan ikatan C-C mengakibatkannya sulit dipisahkan dan didegradasi
menjadi molekul yang bobot molekulnya rendah (Salminah, 2001).
III. METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Inti Jalan Raya Fakultas Teknik
Jurusan Teknik Sipil Universitas Lampung selama 3 bulan.
3.2. Pelaksanaan Pengujian
Prosedur penelitian yang akan dilakukan mulai dari awal sampai akhir
dijelaskan sebagai berikut:
3.2.1. Pengujian Ektraksi Lignin
1) Alat dan bahan yang digunakan:
a. pH meter/kertas pH
b. Gelas Beaker
c. Kertas saring berbentuk lingkaran
d. Cawan Petri
e. Oven dengan alat pengatur suhu (110 ± 5)oC.
f. Gelas ukur 500 ml.
g. Corong
h. Black Liqour
i. Asam sulfat
21
2) Langkah-langkah percobaan:
a. Tuangkan cairan Black liquor kedalam gelas beaker, lalu
tambahkan Asam Sulfat dan ukur menggunakan kertas pH
hingga mencapai pH dan tunggu hingga terbentuk endapan.
b. Saring endapan menggunakan kertas saring dan corong.
c. Cuci endapan menggunakan air bersih sampai pH 7-8.
d. Keringkan dengan menggunakan oven pada suhu 1050C
selama 3 jam, timbang endapan lalu di masukkan kedalam
oven kembali selama 1 jam kemudian timbang lagi hingga
berat endapan konstan.
3.2.2. Persiapan Benda Uji
Persiapan yang dilakukan yaitu persiapan bahan material dan juga
persiapan alat yang digunakan. Persiapan bahan yaitu mendatangkan
sampel Lignin dari Laboratorium Kimia Fakultas Teknik Universitas
Lampung ke Laboratorium Inti Jalan Raya Fakultas Teknik Universitas
Lampung lalu mencampurkannya dengan aspal.
3.2.3. Pengujian Berat Jenis Aspal
Berat jenis aspal adalah perbandingan antara berat aspal dengan berat
air suling, dengan isi yang sama pada suhu tertentu. Tujuan percobaan
ini adalah untuk menentukan berat jenis aspal dengan menggunakan
piknometer.
1) Alat dan bahan yang digunakan:
a. Tabung Piknometer
b. Air Suling
22
c. Timbangan dengan kapasitas 5000 gr dan ketelitian 0,01 gr
d. Aspal
2) Langkah-langkah percobaan:
a. Membersihkan, dan mengeringkan piknometer.
b. Menimbang piknometer dengan ketelitian 0,01 gram (di dapat A
gram).
c. Menimbang piknometer yang berisi air suling penuh dengan
ketelitian 0,01 gram (didapat berat B gram).
d. Menimbang piknometer dengan penutupnya yang telah terisi
benda uji dengan ketelitian 0,01 gram.
e. Mengisi piknometer yang berisi benda uji dengan air suling dan
menutupnya tanpa di tekan, lalu mendiamkan agar gelembung
udara keluar. Kemudian menimbang pinometer beserta aspal
dan air suling di dalamnya.
3) Perhitungan Berat Jenis Aspal:
BJ = (𝐶−𝐴)
(𝐵−𝐴)(𝐷−𝐶)……………………………………………… (1)
Dimana:
A = Berat piknometer dengan penutup (gram)
B = Berat piknometer berisi air (gram)
C = Berat piknometer berisi aspal (gram)
D = Berat piknometer berisi air dan aspal (gram)
23
3.2.4. Pengujian Penetrasi
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan penetrasi bitumen
keras atau lembek (solid atau semi solid), dengan memasukkan jarum
penetrasi ukuran tertentu, beban, dan waktu tertentu kedalam bitumen
dalam waktu tertentu.
1) Alat dan bahan yang digunakan:
a. Alat Penetrasi
b. Pemegang jarum seberat (47,5 ± 0,005) gram
c. Pemberat sebesar (50 ± 0,005) gram dan (100 ± 0,005) gram
d. Jarum penetrasi.
e. Cawan.
f. Tempat air
g. Baskom
h. Bahan bitumen atau aspal yang dituangkan kedalam cawan.
2) Langkah-langkah percobaan:
a. Memanaskan contoh perlahan-lahan serta mengaduknya
sehingga cukup air agar dapat dituangkan. Pemanasan untuk
TER tidak lebih dari 600C diatas titik lembek dan bitumen tidak
lebih dari 900C diatas titik lembek. Waktu pemanasan tidak
boleh lebih dari 30 menit. Mengaduk perlahan-lahan agar udara
tidak masuk kedalam benda uji.
b. Menuangkan benda uji kedalam cawan yang telah ditentukan
dan mendiamkannya hingga dingin. Tinggi benda uji dalam
24
cawan tidak kurang dari angka penetrasi ditambah 10 mm.
Sampel dibuat menjadi dua benda uji.
c. Menutup benda uji agar bebas dari debu dan mendiamkan pada
suhu ruang selama 1-1½ jam untuk benda uji kecil dan 1½-2
jam untuk yang besar.
d. Meletakkan benda uji kedalam tempat air yang kecil dan
memasukkan tempat air tersebut kedalam bak perendam dengan
suhu yang telah ditentukan.
e. Memeriksa pemegang jarum agar jarum dapat dipasang dengan
baik dan membersihkan jarum penetrasi dengan toluene atau
pelarut lain, kemudian mengeringkan jarum tersebut dengan
kain bersih dan memasangnya pada pemegang jarum.
f. Meletakkan pemberat 50 gram diatas jarum untuk memperoleh
beban sebesar (100 ± 0,1) gram.
g. Memindahkan tempat air dari bak perendam kebawah alat
penetrasi.
h. Menurunkan jarum perlahan-lahan sehingga jarum tersebut
menyentuh permukaan benda uji kemudian mengatur angka
pada arloji penetrometer hingga menunjukkan angka 0 (jarum
penunjuk berhimpit dengannya).
i. Melepaskan pemegang jarum dan serentak menjalankan
pengatur waktu otomatis selama jangka waktu (5 ± 0,1) detik.
25
j. Memutar arloji penetrometer dan membaca angka penetrasi
yang berhimpit dengan jarum penunjuk, membulatkan angka
hingga 0,1 mm terdekat.
k. Melepaskan jarum dari pemegang jarum dan menyiapkan alat
penetrasi untuk pekerjaan berikutnya.
l. Melakukan prosedur percobaan diatas tidak kurang dari 3 kali
untuk benda uji yang sama, dengan ketentuan setiap titik
pemeriksaan berjarak satu sama lain dari tepi dinding lebih dari
1 cm.
3.2.5. Pengujian Daktilitas
Nilai daktilitas aspal adalah panjang contoh aspal ketika putus pada saat
dilakukan penarikan dengan kecepatan 5 cm/menit. Tujuan percobaan
ini adalah untuk mengetahui sifat kohesi dan kuat tarik aspal atau
bitumen keras dengan cara mengukur jarak terpanjang yang dapat ditarik
antara dua cetakan yang berisi bitumen keras pada suhu dan kecepatan
tarik tertentu.
3) Peralatan yang digunakan dalam percobaan ini adalah:
a. Termometer
b. Cetakan daktilitas kuningan
c. Bak perendam isi 10 liter, yang dapat menjaga suhu tertentu selama
pengujian dengan ketelitian 0,1 0C, dan benda uji dapat direndam
sekurang-kurangnya 10 cm di bawah permukaan air. Bak tersebut
dilengkapi dengan pelat dasar yang berlubang, diletakkan 5 cm dari
dasar bak perendam untuk meletakkan benda uji
26
d. Mesin uji dengan ketentuan sebagai berikut:
1) Dapat menarik benda uji dengan kecepatan tetap.
2) Dapat menjaga benda uji tetap terendam dan tidak menimbulkan
getaran selama pemeriksaan.
e. Glycerin
f. Talk
2) Benda uji yang digunakan dalam percobaan ini didapat dengan
prosedur sebagai berikut:
Melapisi semua bagian dalam cetakan daktalitas dan bagian atas pelat
dasar dengan campuran glyserin dan talk,atau glyserin dan kaolin,
atau amalgam kemudian memasang cetakan di dalam pelat
a. Memanaskan sampel aspal kira-kira 100 gram sehingga mencair
dan dapat dituang. Untuk menghindari pemanasan setempat,
maka melakukannya dengan hati-hati. Pemanasan dilakukan dari
suhu 80oC sampai 100oC di atas titik lembek, lalu mengaduk dan
menuangkannya ke dalam cetakan.
b. Pada waktu pengisian cetakan, menuang sampel dengan hati-hati
dari ujung ke ujung cetakan dengan atau hingga penuhnya
berlebihan.
c. Mendinginkan sampel dalam cetakan pada suhu ruang selama 30
–40 menit, lalu memindahkan seluruhnya ke dalam bak perendam
yang telah disiapkan pada suhu pemeriksaan (sesuai dengan
spesifikasi) selama 30 menit.
27
3) Prosedur Percobaan yang dilakukan dalam percobaan ini adalah:
a. Merendam benda uji pada suhu 25 0C dalam bak perendam
selama 85–95 menit, kemudian melepaskan benda uji dari pelat
dasar dan sisi–sisi cetakannya.
b. Memasangkan benda uji pada alat benda uji, dan menarik benda
uji secara teratur dengan kecepatan ± 5 cm/menit. Perbedaan
kecepatan ± 5 % masih diizinkan.
c. Membaca antara pemegang cetakan pada saat benda uji putus
(dalam cm). Selama percobaan berlangsung, benda uji harus
selalu terendam air dan mempertahankan suhu tetap (25 ± 0,5) 0C.
3.2.6. Pengujian Titik Lembek
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan titik lembek aspal
yang memiliki suhu berkisar antara 300C sampai 2000C. Titik lembek
adalah suhu pada bola baja, dengan berat tertentu, mendesak turun
sehingga lapisan aspal yang tertahan dalam ukuran cincin berukuran
tertentu, sehingga aspal tersebut menyentuh pelat dasar yang terletak
dibawah cincin pada tinggi tertentu, sebagai akibat dari pemanasan yang
dilakukan.
1) Alat dan bahan yang diguunakan:
a. Termometer
b. Cetakan kuningan berbentuk cincin
c. Alat pengarah bola
d. Bejana gelas tahan pemanasan mendadak, dengan diameter dalam
8,5 cm, dengan tinggi sekurang-kurangnya 12 cm
28
e. Dudukan benda uji
f. Aspal yang dituangkan kedalam cetakan cincin
2) Prosedur percobaan
a. Memasukkan benda uji perlahan-lahan sambil mengaduk terus-
menerus hingga cair merata. Pemanasan dan pengadukan
dilakukan secara perlahan-lahan agar gelembung udara tidak
masuk. Suhu pemanasan aspal tidak melebihi 111oC diatas titik
lembeknya dan waktu pemanasan aspal tidak melebihi 2 jam.
b. Memanaskan dua buah cincin sampai mencapai suhu tuang sampel
dan meletakkan kedua cincin diatas pelat kuningan yang telah
diberi lapisan dari talk dan sabun.
c. Menuangkan sampel kedalam dua buah cincin. Mendiamkan pada
suhu sekurang-kurangnya 8oC dibawah titik lembeknya dan
sekurang-kurangnya selama 30 menit.
d. Setelah dingin meratakan permukaan sampel dalam cincin dengan
pisau atau spatula yang telah dipanaskan.
e. Memasang dan mengatur kedua benda uji diatas dudukannya dan
meletakkan pengarah bola diatasnya, kemudian memasukkan
semua peralatan tersebut kedalam bejana gelas. Mengisi bejana
dengan air suling baru, dengan suhu (5 ± 1)C, sehingga tinggi
permukaan air berkisar antara 101,6 mm sampai 108 mm.
f. Meletakkan termometer yang sesuai untuk percobaan ini antara
kedua benda uji (± 12,7 mm dari tiap cincin).
29
g. Meletakkan bola-bola baja yang bersuhu 5C diatas dan ditengah
masing-masing benda uji yang bersuhu 5C menggunakan penjepit
dengan memasang kembali pengarah bola.
h. Memanaskan bejana sehingga kenaikkan suhu menjadi 5C per
menit. Kecepatan pemanasan ini tidak boleh diambil pemanasan
rata-rata dari awal dan akhir percobaan ini, untuk 3 menit pertama
pemanasan tidak boleh melebihi 9,5C.
3.2.7. Pengujian Penurunan Berat Minyak
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menetapkan kehilangan berat
minyak dan aspal dengan cara pemanasan dan tebal tertentu yang
dinyatakan dalam persen berat semula.
1) Benda Uji yang digunakan adalah:
a. Mengaduk contoh minyak atau aspal serta memanaskannya untuk
mendapatkan campuran yang merata.
b. Menuangkan contoh kira-kira 50 ± 0,5 gram ke dalam cawan.
c. Memeriksa benda uji yang harus bebas air.
d. Menyiapkan 2 buah sampel.
2) Peralatan yang digunakan adalah:
a. Termometer.
b. Oven yang dilengkapi dengan:
1. Pengatur suhu untuk memanasi sampai (180 ± 1)oC
30
2. Pinggan logam berdiameter 25 cm, menggantung dalam oven
pada poros dan berputar dengan kecepatan 5 sampai 6
putaran per menit.
c. Cawan, yaitu berupa logam atau gelas berbentuk silinder,
dengan dasar yang rata. Ukuran dalam diameter 55 mm dan
tinggi 35 mm.
d. Timbangan dengan kapasitas (200 ± 0,001) gram.
3) Langkah-langkah percobaan:
a. Menyiapkan benda uji dengan cara mengaduk contoh minyak
atau aspal serta memanaskannya untuk mendapatkan campuran
yang merata.
b. Menimbang cawan yang akan digunakan dengan ketelitian 0,01
gram.
c. Menuangkan contoh kira-kira (50 ± 0,5) gram kedalam 2 cawan
untuk sampel 1 dan sampel 2 kemudian setelah dingin
menimbang dengan ketelitian 0,01 gram.
d. Memeriksa benda uji, benda uji tersebut harus bebas air.
e. Meletakkan 2 benda uji di atas pinggan logam setelah oven
mencapai suhu (163 ± 1)oC.
f. Memasang termometer pada dudukannya sehingga terletak pada
jarak 1,9 cm dari pinggir dengan ujung 6 mm di atas piringan.
g. Mengeluarkan benda uji dari oven setelah 5 jam.
31
h. Mendinginkan benda uji pada suhu ruang setelah dikeluarkan
dari oven, kemudian menimbang benda uji dengan ketelitian
0,01 gram.
4) Perhitungan:
Penurunan berat (%) = 𝐴−𝐵
𝐴 𝑋 100% ……………….………… (2)
Dimana:
A = Berat sampel dan cawan sebelum pemanasan (gram)
B = Berat sampel dan cawan sesudah pemanasan (gram)
3.2.8. Pengujian Viskositas
1) Alat dan bahan yang digunakan:
a. Alat penguji viskositas Saybolt Furol
b. Piknometer
c. Tungku pemanas
d. Thermometer
e. Stopwatch
f. Sarung tangan tahan panas
2) Langkah-langkah percobaan:
a. Siapakan peralatan dan bahan yang dibutuhkan.
b. Siapkan alat penguji dengan memilih suhu awal 1200C dengan cara
mengatur di alat agar suhu alat mencapai 1200C.
c. Sambil menunggu alat saybolt mencapai suhu 1200C, panaskan
aspal dengan kompor/tungku pemanas dengan merata kemudian
masukan ketabung viskositas sampai pinggir atas tabung
vikometer. Jika alat telah mencapai suhu yang ditentukan.
32
d. Cabut gugus penyumbat dan mulai hidupkan stopwatch disaat
pertama menetes dipiknometer.
e. Matikan stopwatch apabila aspal tepat pada batas 60 ml (sampai
leher piknometer).
f. Catat waktu alir dalam detik sampai 0,1 detik terdekat.
g. Tutup lubang dengan alat penyumbat aliran aspal tadi.
h. Lakukan prosedur yang sama untuk suhu 1400, 1600, dan 1800.
33
3.3. Diagram Alir Penelitian
Gambar 5. Diagram alir penelitian
Metode Penelitian
Mulai
Studi Pustaka
Pengujian Laboratorium
a. Berat Jenis Aspal d. Titik Lembek
b. Penetrasi e. Penurunan Berat Minyak
c. Daktilitas f. Viskositas
Mengetahui pengaruh penambahan bahan aditif
berupa lignin terhadap kualitas atau karakteristik
bahan bitumen
Kesimpulan dan Saran
Selesai
Pembuatan
Benda Uji
Aspal+
Lignin 0%
Aspal+
Lignin 3 % Aspal +
Lignin 9 %
Aspal +
Lignin 6 %
BAB V. SIMPULAN DAN SARAN
5.1. SIMPULAN
Adapun kesimpulan yang dapat diambil setelah melakukan penelitian ini adalah
sebagai berikut:
1. Pencampuran lignin dalam campuran aspal mempengaruhi sensitivitas aspal
terhadap suhu, dilihat dari uji titik lembek sensitivitas aspal mencapai 62˚C
pada campuran kadar lignin 6%, bila dibandingkan dengan aspal penetrasi
60/70 (0%) yang nilainya hanya 51˚C.
2. Tingkat kekerasan aspal bertambah setelah dicampurkan oleh lignin
sebanyak 3% 6% 9%. Nilai penetrasi aspal tertinggi adalah pada
pencampuran lignin 9% yaitu 57,1.
3. Penurunan elastisitas aspal yang cukup signifikan ditunjukkan pada
campuran lignin 9% yang hanya mampu mencapai panjang 33,5 cm.
4. Pencampuran lignin sebesar 6% menjadi nilai tertinggi untuk pengaruh
kekentalan aspal, kekentalan aspal pada campuran tersebut mencapai 827 cst
50
dibandingkan dengan aspal penetrasi 60/70 (0%) yang nilainya hanya 570,8
cst.
5. Dari beberapa uji yang telah dilakukan di Laboratorium Inti Jalan Raya
Fakultas Teknik Universitas Lampung dan Puslitbang Jalan dan Jembatan
(PUSJATAN) Bandung, pencampuran lignin terbaik adalah sebesar 6%.
5.2. SARAN
Adapun saran yang dapat diberikan setelah melakukan penelitian ini adalah
sebagai berikut
1. Diperlukan penelitian lebih lanjut tentang pencampuran aspal modifikasi
yang memakai lignin dari limbah pulp sebagai usaha pemanfaatan limbah
agar mempunyai nilai ekonomis yang baik.
2. Pada penelitian selanjutnya dapat mengecilkan interval pencampuran
lignin terhadap aspal.
3. Untuk penelitian selanjutnya saat pencampuran aspal dengan lignin
diharapkan memakai mixer yang sudah memiliki ketentuan pemakaiannya.
DAFTAR PUSTAKA
Anonymous, 1971. The Lignin Paradigm. University of Toronto. Toronto.
Canada.
Austin, G.T., 1996. Industri Proses Kimia. Edisi Kelima. Erlangga. Jakarta
Diansari, S., 2016. Aspal Modifikasi Dengan Penambahan Plastik Low Linear
Density Poly Ethylene (LLDPE) Ditinjau Dari Karakteristik Marshall Dan
Uji Penetrasi Pada Lapisan Aspal Beton (AC-BC). Jurnal Fakultas Teknik
Jurusan Teknik Sipil Universitas Lampung. Lampung.
Falah, F., 2012. Pemanfaatan Limbah Lignin Dari Proses Pembuatan Bioetanol
Dari TKKS Sebagai Bahan Aditif Pada Mortar. Jurnal Fakultas Teknik
Program Magister Departemen Teknik Kimia Universitas Indonesia.
Depok.
Fei-Hung, Y., 2000. A Study of Potential Use of Asphalt Containing Synthetic
Polymers For Asphalt Paving Mixes. USA : UMI.
Fuadi, A.M., Sulistya, H. 2008. Pemutihan Menggunakan Hidrogen Peroksida.
Fakultas Teknik Jurusan Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
Kasmudjo, 1982, Dasar-Dasar Pengolahan Minyak Kayu Putih. Yayasan Penerbit
Fakultas Kehutanan Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta
King, G.N., Munchy, H.W., Prudhomme, J.B. 1986. Polymer Modification :
Binder’s Effect on Mix Properties, Volume 55. hal 519-540. Proceeding of
the Association of Asphalt Paving Technologists.
Koninklijke.1987.The Teasting of Bituminous Material. Shell-Laboratorium
Meier, H., L. Buchs ., A.J Buchala dan T. Homewood. 1981. Nature 289, 821-822.
Dalam Fengel, D . dan Wegener. 1995. Kayu:Kimia, Ultrastruktur dan
Reaksi. Gadjah Mada Press University. Yogyakarta
Nimz, HH. Lignin –Based Wood Adhesives. In A. Pizzi. 1983. Wood Adhesives
Chemistry and Technology. Marcel Dekker, Inc. New York.
Oglesby, C.H. 1996. Teknik Jalan Raya. Edisi Keempat. Jilid II. Erlangga. Jakarta.
Pizzi, A. 1994. Advanced Wood Adhesives Technology. Marcel Dekker, Inc. New
York.
Polacco,G., Berlincioni, S. 2005. Asphalt Modification with Different Polyethylene
Based Polymer. hal 2831. Italia. European Polymer Journal 41.
Rianung, S. 2007. Kajian Laboratorium Pengaruh Bahan Tambah Gondorukem
pada Asphalt Concrete-Binder Course (AC-BC) Tehadap Nilai Propertis
Marshall dan Durabilitas, Semarang.
Salminah, M. 2001. Karakteristik Lignin Hasil Isolasi Larutan Sisa Pemasak Pulp
Proses Semi Kimia pada Berbagai Tingkat pH. Fakultas Kehutanan Jurusan
Teknologi Hasil Hutan. Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Santoso, A. 1995. Pencirian isolate Lignin dan Upaya Menjadikan Sebagai Bahan
Perekat Kayu Lapis. Ilmu Pengetahuan Kehutanan. Institut Pertanian
Bogor. Bogor.
Supri, 2000. Sintesis Dan Karakterisasi Poliuretan Dari Sistem Lignin Isolat Kayu
Meranti (Shorea Spp) Dengan Polietilen Glikol (LI-PEG). Tesis Magister.
Bandung.
Sarkanen, K.V. and C.H.Ludwig, 1971. Lignin: Occurrence, Formation, Structure
and Reaction . ed. Sarkanen, K.V. and Ludwig, C.H. Wiley-Interscience.
New York.
Shahidi, Fereidon. 2004. Bailey’s Industrial Oil and Fat Products. New Jerseys:
John Wiley and Sons, Inc.
Shell Bitumen. 1990. The Shell Bitumen Hand Book.
Spesifikasi Umum Bina Marga 2010 Divisi 6 Tabel 6.3.2.5
Sukirman, S., 2003. Beton Aspal Campuran Panas. Jakarta : Granit
Terrel, R.L. and J.A. Epps (1988). Using Additives and Modifiers in Hot Mix
Asphalt. National Asphalt Pavement Association Quality Improvement
Series 114.
Wegener, G., Fengel, D. 1985. Kimia Ultra Struktur Reaksi. Gadjah Mada
University Press : Yogyakarta.