Pengertian Aspal
Menurut Bambang
Irianto (1988) dan Silvia Sukirman (1999), aspal beton adalah suatu bahan yang
terdiri dari campuran antara batuan (agregat kasar dan agregat halus) dengan
bahan ikat aspal yang mempunyai persyaratan tertentu, dimana kedua material sebelum
dicampur secara homogen, harus dipanaskan terlebih dahulu. Karena dicampur dalam
keadaan panas, maka sering disebut sebagai hot mix. Semua pekerjaan pencampuran
hot mix dilakukan di pabrik pencampur yang disebut sebagai Asphalt
Mixing Plant (AMP).
Konstruksi
jalan terdiri dari beberapa lapis, antara lain: Subgrade, Sub Base Course,
Base Course, dan Surface. Aspal beton yang dipergunakan untuk lapis
perkerasan jalan juga terdiri dari beberapa jenis, yaitu: lapis pondasi,
lapis aus satu, dan lapis aus dua. Untuk mendapatkan mutu aspal
beton yang baik, dalam proses perencanaan campuran harus memperhatikan
karakteristik campuran aspal beton, yang meliputi:
1. Stabilitas
Stabilitas aspal
beton dimaksudkan agar perkerasan mampu mendukung beban lalu lintas tanpa
mengalami perubahan bentuk. Stabilitas campuran diperoleh dari bgaya gesekan
antar partikel (internal friction), gaya penguncian (interlocking),
dan gaya adhesi yang baik antara batuan dan aspal. Gaya-gaya tersebut dipengaruhi
oleh kekerasan permukaan batuan, ukuran gradasi, bentuk butiran, kadar aspal,
dan tingkat kepadatan campuran.
2. Durabilitas
Aspal beton
dimaksudkan agar perkerasan mempunyai daya tahan terhadap cuaca dan beban lalu
lintas yang bekerja. Faktor-faktor yang mendukung
durabilitas meliputi kadar aspal yang tinggi, gradasi
yang rapat, dan tingkat kepadatan yang sempurna.
3.
Fleksibilitas
Fleksibilitas
aspal beton dimaksudkan agar perkerasan mampu menanggulangi lendutan akibat
beban lalu lintas yang berulang-ulang tanpa mengalami perubahan bentuk. Fleksibilitas
perkerasan dapat dicapai dengan menggunakan gradasi yang relatif terbuka
dan penambahan kadar aspal tertentu sehingga dapat menambah ketahanan terhadap
pembebanan
Sumber Aspal
a. Aspal merupakan suatu produk berbasis minyak yang merupakan turunan
dari
proses penyulingan minyak bumi, dan dikenal
dengan nama aspal keras.
b. Aspal juga terdapat di alam secara alamiah, aspal ini aspal alam
c. Aspal ini dibuat dengan menambahkan bahan tambah kedalam aspal yang
bertujuan untuk memperbaiki atau memodifikasi
safat rheologinya sehingga
menghasilkan jenis aspal baru yang disebut
aspal modifikasi
1. Aspal Hasil
Destilasi
Minyak mentah
disuling dengan cara Destilasi, yaitu proses dimana berbagai fraksi dipisahkan
dari minyak mentah tersebut. Proses destilasi ini disertai oleh kenaikan
temperatur pemanasan minyak mentah tersebut. Pada setiap temperatur tertentu
dari proses destilasi akan dihasilkan produk-produk berbasis minyak.
a. Aspal Keras
Pada proses Destilasi fraksi ringan yang terkandung dalam minyak
bumi dipisahkan dengan destilasi sederhana hingga menyisakan suatu residu yang dikenal
dengan nama aspal keras. Dalam proses destilasi ini, aspal keras baru dihasilkan
melalui proses destilasii hampa pada temperatur sekitar 480 ºC. Temperatur ini
bervariasi tergantung pada sumber minyak mentah yang disulaing atau tingkat
aspal keras yang akan dihasilkan.
Untuk menghasilkan aspal keras dengan sifat-sifat yang diinginkan,
proses penyulingan harus ditangani sedemikian rupa sehingga dapat mengontrol
sifat-sifat aspal keras yang dihasilkan. Hal ini sering dilakukan dengan
mencampur berbagai variasi minyak mentah bersama-sama sebelum proses destilasi
dilakukan. Pencampuran ini nantinya agar dihasilkan aspal keras dengan
sifat-sifat yang bervariasi, sesuai dengan sifat-sifat yang diinginkan. Cara
lainnya yang sering dilakukan untuk mendapatkan aspal keras adalah dengan
viskositas menengah, yaitu dengan mencampur berbagai jenis aspal keras dengan
proporsi tertentu dimana aspal keras yang sangat encer dicampur dengan aspal
lainnya yang kurang encer sehingga menghasilkan aspal dengna viskositas
menengah. Selain melalui proses destilasi hampa dimana aspal dihasilkan dari
minyak mentah dengan pemanasan dan penghampaan, aspal keras juga dapat
dihasilkan melalui proses ekstraksi zat pelarut. Dalam proses ini fraksi minyak
( bensin, solar, dan minyak tanah) yang terkandung dalam minyak mentah,
dikeluarkan sehingga meninggalkan aspal sebagai residu.
b. Aspal Cair
Aspal cair dihasilkan dengan melarutkan aspal keras dengan bahan
pelarut berbasis minyak. Aspal ini dapet juga dihasilkan secara langsung dari
proses destilasi, dimana dalam proses ini raksi minyak ringan terkandung dalam
minyak mentah tidak seluruhnya dikeluarkan. Kecepatana menguap dari minyak yang
digunakan sebagai pelarut atau minyak yang sengaja ditinggalkan dalam residu pada
proses destilasi akan menentukan jenis aspal cair yang dihasilkan. Aspal cair
dibedakan dalam beberapa jenis, yaitu:
·
Aspal Cair
Cepat Mantap (RC = Rapid Curing), yaitu aspal cair yang
bahan pelarutnya cepat menguap. Pelarut yang digunakan pada aspal
jenis ini biasanya adalah bensin
·
Aspal Cair
Mantap Sedang (MC = Medium Curing), yaituaspal cair yang
bahan pelarutnya tidak begitu cepat menguap. Pelarut yang digunakan
pada aspal jenis ini biasanya adalah minyak tanah
·
Aspal Cair
Lambar Mantap (SC = Slow Curing), yaitu aspal cair yang
bahan pelarutnya lambat menguap. Pelarut yang digunakan pada aspal
jenis ini adalah solar.
Tingkat
kekentalan aspal cair sanagat ditentukan oleh proporsi atau rasio bahan pelarut
yang digunakan terhadap aspal keras atau yang terkandung pada aspal cair
tersebut. Aspal cair jenis MC-800 memiliki nilai kekentalan yang lebih tinggi
dari MC-200.
c. Aspal Emulsi
Aspal emulsi dihasilkan melalui proses pengemulsian aspal keras.
Pada proses ini partikel-partikel aspal keras dipisahkan dan didispersikan dalam
airyang mengandung emulsifer (emulgator). Partikel aspal yang terdispersi ini
berukuran sangat kecil bahkan sebagian besar berukuran sangat kecil
bahkansebagian besar berukuran koloid. Jenis emulsifer yang digunakan
sangat mempengaruhi jenis dan kecepatan pengikatan aspal emulsi yang
dihasilkan. Berdasarkan muatan listrik zat pengemulsi yang digunakan, Aspal
emulsi yang dihasilkan dapat dibedakan menjadi :
·
Aspal emulsi
Anionik, yaitu aspal emulsi yang berion negatif.
·
Aspal emulsi
Kationik, yaitu aspal emulsi yang berion positif
·
Aspal emulsi
non-Ionik, yaitu aspal emulsi yang tidsk berion (netral)
2. Aspal Alam
Aspal Alam
adalah aspal yang secara alamiah terjadi di alam. Berdasarkan
depositnya
aspal alam ini dikelompokan menjadi 2 kelompok, yaitu:
·
Aspal Danau (
Lake Asphalt)
Aspal ini
secara alamiah terdapat di danau Trinidad, Venezuella dan
lewele. Aspal
ini terdiri dari bitumen, mineral, dan bahan organik
lainnya. Angka
penetrasi dari aspal ini sangat rendah dan titik lembek
sangat tinggi.
Karena aspal ini dicampur dengan aspal keras yang
mempunyai angka
penetrasi yang tinggi dengan perbandingan tertentu
sehingga
dihasilkan aspal dengan angka penetrasi yang diinginkan.
·
Aspal Batu (
Rock Asphalt)
Aspal batu
Kentucky dan buton adalah aspal yang secara alamiah
terdeposit di
daerah Kentucky, USA dan di pulau buton, Indonesia.
Aspal dari
deposit ini terbentuk dalam celah-calah batuan kapur dan
batuan pasir.
Aspal yang terkandung dalam batuan ini berkisar antara 12
– 35 % dari
masa batu tersebut dan memiliki persentasi antara 0 – 40.
Untuk
pemakaiannya, deposit ini harus ditimbang terlebih dahulu, lalu
aspalnya diekstrasi
dan dicampur dengan minyak pelunak atau aspal
keras dengan
angka penetrasi sesuai dengan yang diinginkan. Pada saat
ini aspal batu
telah dikembangkan lebih lanjut, sehingga menghasilkan
aspal batu
dalam bentuk butiran partikel yang berukuran lebih kecil dari
1 mm dan dalam
bentuk mastik.
3. Aspal Modifikasi
Aspal
modifikasi dibuat dengan mencampur aspal keras dengan suatu bahan
tambah. Polymer
hádala jenis bahan tambah yang sering di gunakan saat ini,
sehinga aspal
modifikasi sering disebut juga aspal polymer.
Antara lain
berdasarkan sifatnya, ada dua jenis bahan polymer yang biasanya
digunakan untuk
tujuan ini, yaitu:
·
Aspal Polymer
Elastomer dan karet adalah jenis – jenis polyer elastomer yang SBS (Styrene
Butadine Sterene), SBR (Styrene Butadine Rubber), SIS (Styrene Isoprene
Styrene), dan karet hádala jenis polymer elastoner yang biasanya digunakan sebagai
bahan pencampur aspal keras. Penambahanpolymer jenis ini dimaksudkan untuk
memperbaiki sifat rheologi aspal, antara lain penetrasi,
kekentalan, titik lembek dan elastisitas aspal keras. Campuran beraspal yang
dibuat dengan aspal polymer elastomer akan memiliki tingkat elastisitas yang
lebih tinggi dari campuran beraspal yang dibuat dengan aspal keras. Presentase
penambahan bahan tambah ( additive) pada pembuatan aspal polymer harus
ditentukan berdasarkan pengujian labolatorium, karena penambahan bahan tambah
sampai dengan batas tertentu
memang
dapat memperbaiki sifat-sifat rheologi aspal dan campuran tetapi penambahan
yang berlebiha justru akan memberikan pengaruh yang negatif.
·
Aspal Polymer
Plastomer
Seperti
halnya dengan aspal polymer elastomer, penambahan bahan polymer plastomer pada
aspal keras juga dimaksudkan untuk meningkatkan sifat rheologi baik pada aspal
keras dan sifat sifik campuran beraspal. Jenis polymer plastomer yang
telah banyak digunakan antara lain adalah EVA ( Ethylene Vinyle Acetate), Polypropilene,
dan Polyethilene. Presentase penambahan polymer ini kedalam aspal keras juga
harus ditentukan berdasarkan pengujian labolatorium, karena penambahan bahan
tambah sampai dengan batas tertentu penambahan ini dapat memperbaiki
sifat-sifat rheologi aspal dan campuran tetapi penambahan yang berlebiha
justru akan memberikan pengaruh yang negatif.
Klasifikasi Aspal
Aspal keras
dapat di klasifikasikan kedalam tingkatan ( grade ) atau kelas
berdasarkan
tiga sisten yang berbeda, yaitu:
1. Viskositas,
viskositas setelah penuaan dan penetrasi. Masing-masing sistem mengelompokan
aspal dalam tingkatan atau kelas yang berbeda pula. Dalam pengklasifikasian
aspal yang ada, yang paling banyak digunakan adalah sistem pengklasifikasin
berdasarkan viskositas dan penetrasi. Dalam sistem viskositas, satuan poise
adalah estándar pengukuran viskositas absolut. Makin tinggi nilai poise statu
aspal makin kental aspal tersebut.
AC-25
( aspal keras dengan viskositasn250 pose pada temperature 60°C) adalah jenis
aspal keras yang bersifat lunak, AC-40 (aspal keras dengan 400 poise pada
temperature 60ºC) adalah jenis aspal keras yang bersifat keras. Beberapa Negara
mengelompokan aspal berdasarkan viskositas estela penuaan. Ide ini untuk
mengidentifikasikan viskositas aspal estela penghamparan di lapangan. Untuk
mensimulasikan penuaan aspal selama pencampuran, aspal segar yang akan digunakan
dituangkan terlebihdahul dalam oven melalui pengujian Thin Film Oven Test
(TFOT) dan Rolling Film Oven Test (RTFOT). Sisa aspal yang tertinggal (residu)
kemudian ditentukan tingkatannya (grade)
berdasarkan fiskositasnya dalam satuan poise.
2. Uji Penetrasi,
Pada uji ini, sebuah jarum standar dengna beban 10 gram ( termasuk berat jarum)
ditusukan keatas permukaan aspal, panjang jarum yang masuk kedalam contoh aspal
dalam waktu lima detik diukur dalam satuan persepuluh mili meter (0,1 mm) dan
dinyatakan sebagai nilai penetrasi aspal. Semakin kecil nilai penetrasi aspal,
semakin keras aspal tersebut.
Sifat-Sifat Kimia Aspal
Aspal keras
dihasilkan melalui proses destilasi minyak bumi. Minyak bumi yang digunakan
terbentuk secara alami dari senyawa-senyawa organik yang telah berumur ribuan
tahun dibawah tekanan dan variasi temperatur yang tinggi.Susunan struktur
internal aspal sangat ditentukan oleh susunan kimia molekul-molekul yang terdapat
dalam aspal tersebut. Susunan molekul aspal sangat kompleks dan dominasi ( 90
-95% dari berat aspal)oleh unsur karbon dan hidrogen. Oleh sebab itu, senyawa aspal
seringkali disebut sebagai senyawa hidrokarbon. Sebagian kecil, sisanya (5- 10%),
dari dua jenis atom, yaitu: heteroatom dan logam. Unsur-unsur heteroatom
seperti Nitrogen, Oksigen dan Sulfur. Dapat menggantikan kedudukan atom karbon
yang terdapat di dalam stuktur molekul aspal. Hal inilah yang menyebabkan aspal
memiliki rantai kimia yang unik dan interaksi antar atom tom ini dapat
menyebabkan perubahan pada sifat fisik aspal. Jenis dan jumlah heteroatom yang
terkandung didalam aspal sangat ditentukan oleh sumber minyak tanah mentah yang
digunakan dan tingkat penuaannya. Heteroatom, terutama sulfur lebih reaktif
daripada karbon dan hidrogen untuk mengikat oksigen. Oleh sebab itu, aspal
degna kandungan sulfur yang tinggi akan mengalami penuaan yang lebih cepat dari
pada aspal yang mengandung sedikit sulfur. Atom logam seperti vanadium, nikel,
besi, magnasium dan kalsium hanya terkandung di dalam aspal dalam jumlah yang
sangat kecil, umumnya aspal hanya mengandung satu persen atom logam dalam
bentuk garam organik dan hidroksidanya. Karena susunan kimia aspal yang sangat
kompleks, maka analisa kimia aspal sangat sulit dilakukan dan memerlukan
peralatan labolatorium yang canggih, dan data yang dihasilkan pun belum tentu
memiliki hubungan dengan sifat rheologi aspal.Analisa kimia yang dihasilkan
biasanya hanya dapat memisahkan molekul aspal dalam dua grup, yaitu aspalten
dan malten. Selanjutnya malten dapat dibagi menjadi saturated, aromatik dan
resin. Walaupun begitu pembagian ini tidak dapat didefinisikan secara jelas
karena adanya sifat saling tumpang tindih antara kelompokkelompok tersebut.
Sifat – Sifat Fisik Aspal
Sifat-sifat
aspal yang sangat mempengaruhi perencanaan, produksi dan kinerja
campuran
beraspal antara lain adalah:
1. Durabilitas
Kinerja aspal sangat dipengaruhi oleh sifat aspal tersebut setelah
diguakan
sebagai bahan pengikat dalam campuran beraspal dan dihampar
dilapangan. Hal
ini di sebabakan karena sifat-saifat aspat akan berubah secara
signifikan akibat
oksidasi dan pengelupasan yang terjadi pada saat pencampuran,
pengankutan dan
penghamparan campuran beraspal di lapangan. Perubahan sifat ini
akan
menyebabkan aspal menjadi berdakhtilitas rendah atau dengna kata
lain aspal
telah mngalami penuan. Kemampuan aspal untuk menghambat laju
penuaan ini
disebut durabilitas aspal. Pengujian bertujuan untuk mengetahui
seberapa baik
aspal untuk mempertahankan sifat –sifat awalnya akibat proses
penuaan.
Walaupun banyak faktor lain yang menentukan, aspal dengna
durabilitas yang
baik akan menghasilkan campuran dengna kinerja baik pula. Pengujian
kuantitatif
yang biasanya dilakukan untuk mengetahui durabilitas aspal adalah
pengujian
penetrasi, titik lembek, kehilangan berat dan daktilitas. Pengujian
ini dlakukan
pada benda uji yang telah mengalami Presure Aging Vassel ( PAV),
Thin Film
Oven Test ( TFOT) dan Rolling Thin Film Oven Test ( RTFOT). Dua
proses
penuaan terakhir merupakan proses penuaan yang paling banyak di
gunakan
untuk mengetahui durabilitas aspal. Sifat aspal terutama Viskositas
dan penetrasi
akan berubah bila aspal tesebut mengalami pemanasan atau penuaan.
Aspal
dengan
durabilitas yang baik hanya mengalami perubahan.
2. Adesi dan Kohesi
Adesi adalah kemampuan partikel aspal untuk melekat satu sama
lainnya, dan
kohesi adalah kemampuan aspal untuk melekat dan mengikat agregat.
Sifat adesi
dan kohesi aspal sangat penting diketahui dalam pembuatan campuran
beraspal
Karena sifat ini mempengaruhi kinerja dan durabilitas campuran. Uji
daktilitas
aspal adalah suatu ujian kualitatif yang secara tidak langsung
dapat dilakukan
untuk mengetahui tingkat adesifnes atau daktalitas aspal keras.
Aspal keras
dengna nilai daktilitas yang rendah adalah aspal yang memiliki daya
adesi yang
kurang baik dibandingkan dengan aspal yang memiliki nilai
daktalitas yang
tinggi. Uji penyelimutan aspal terhadap batuan merupakan uji
kuantitatif lainnya
yang digunakan untuk mengetahui daya lekat ( kohesi) aspal terhadap
batuan.
Pada pengujian ini, agregat yang telah diselimuti oleh film aspal
direndam dalam
air dan dibiarkan selama 24 jam dengan atau tanpa pengadukan.
Akibat air atau
kombinasi air dengan gaya mekanik yang diberikan, aspal yang
menyilimuti
pemukaan agregat akan terkelupas kembali. Aspal dengan gaya kohesi
yang kuat
akan melekat erat pada permukaan agregat, oleh sebab itu
pengelupasan yang
tejadi sebagai akibat dari pengaruh air atau kombinasi air dengan
gaya mekanik
sangat kecil
atau bahkan tidak terjadi sama sekali
3. Kepekaan aspal terhadap temperatur
Seluruh aspal bersifat termoplastik yaitu menjadi lebih keras bila
temperatur
menurun dan melunak bila temperature meningkat. Kepekaan aspal
untuk
berubah sifat akibat perubahan tempertur ini di kenal sebagai
kepekaan aspal
terhadap
temperatur.
4. Pengerasan dan penuaan aspal
Penuaan aspal adalah suatu parameter yang baik untuk mengetahui
durabilitas
campuran beraspal. Penuaan ini disebabkan oleh dua factor utama,
yaitu:
penguapan fraksi minyak yang terkandung dalam aspal dan oksidasi
penuaan
jangka pendek dan oksidasi yang progresif atau penuaan jangka
panjang.
Oksidasi merupakan factor yang paling penting yang menentukan
kecepatan
penuaan.
Macam – macam Aspal
a. Aspal Makadam (macadam penetrasi)
Aspal yang digunakan untuk menambal tebal kontruksi pondasi dan
untuk
memperbaharui permukaan. Terdiri dari lapisan batuan dengan butir
yang
lebih besar diletakan diatas permukaan jalan, dengan tebal kurang
lebih 1,5 x
ukuran batuan terbesar, kemudian dipadatkan sehingga menjadi kompak
dan
stabil,
selanjutnya dipenetrasi agar saling mengikat.
Kesalahan aspal
macadam :
- penggunaan
batuan yang tidak benar
- penyebaran
aspal yang tidak benar
b. Beton Aspal
Batuan kering yang dipanaskan dicampur dengan aspal panas dengan
aspal
panas dalam
pabrik pencampur dan diangkut ketempat pekerjaan.
- kepadatan
tinggi dengan ruang kosong yang rendah (3-8 %)
- kadar aspal
rendah (4-6%)
- permukaan
lapisan lebih tahan lama
- mampu menahan
gesekan
- permukaannya
rata
-
pencampurannya saggat merata
- kekuatan dan
stabilitasnya yang tinggi
kesalahan pada
aspal beton :
- gradasi
batuan tidak benar
- terlalu
banyak aspal
- pencampuran
aspal terlalu sedikit
- batuan tidak
cukup kering
- kesalahan
pelaksanaan penghamparan
- kesalahan
membuat sambungan
c. Butas (Buton aspal)
Aspal yang tergolong aspal batu / rock aspal, banyak di temui di
pulau buton,
sulawesi
tenggara. Bentuknya seperti batu cadas berwarna hitam
Kesalahan pada
butas :
- waktu
pengeraman terlalu singkat / lama
- pengadukan
tidak homogen
- terjadi
segregasi
-
komposisi campuran tidak benar.
