Pembangunan dan Pemeliharaan Jalan

SI 3242Perancangan Perkerasan JalanProgram StudiTeknik Sipil FTSL - ITBSifat Bahan PerkerasanSifat Bahan AgregatSiklus BatuanBatuan SedimenBatuan MetamorfBatuan BekuMagmaSedimentasiPemadatanSementasiKristalisasiPemindahan (Transport)ErosiPelapukanPelapukanSempurnaTanahMetamorfosisPemanasanPendinginan3Pemilihan AgregatAgregat yang akan digunakan sebagai bahan perkerasan jalan dipilih berdasarkan:tersedianya bahan setempatmutu bahanbentuk/jenis konstruksi yang digunakan

4Pemeriksaan/penelitian Laboratorium 1.Ukuran dan gradasi (size and grading)2.Kekerasan/keausan (toughness)3.Ketahanan terhadap pelapukan (soundness)4.Daya pelekatan terhadap aspal (affinity for asphalt)5. Bentuk butir (shape)6. Susunan/bentuk permukaan (surface texture)7.Daya penyerapan/absorpsi (absorption)8.Kebersihan (cleaness)9.Berat jenis (specific gravity)

5Penggolongan Agregat Berdasarkan Gradasi (contoh)a.Agregat bergradasi pekat/rapat (dense-graded)b.Agregat bergradasi renggang/terbuka (open graded)c.Agregat bergradasi seragam (single size/uniform graded)d.Agregat bergradasi halus (fine graded)e.Agregat bergradasi celah (gap-graded)

6 Contoh Grafik Gradasi

7Bentuk Agregat

i.Rounded; ii. Irregular; iii. Angular; iv. Flaky; v. Elongated; vi. Flaky and Elongated

8Alat Uji Kekuatan Agregat

Aggregate Impact Machine Aggregate Crushing Machine

9Alat Uji Kekuatan Agregat

Los Angeles Abrasion Test10Alat Uji Bentuk Agregat

Alat Pengukur Kepipihan AgregatAlat Pengukur Kelonjongan Agregat 11Konsep TeksturParameter Tinjauan: Tektur Mikro (Microtexture) Menciptakan Friksi Tektur Makro (Macrotexture) Drainase Mikro

Roda Kendaraan Bidang KontakPerkerasanMikroMakroAirRoda Kendaraan12Rongga (Void) dan Pori (Pores)Rongga dalam Campuran 1AgregatAspalRonggaIlustrasi UmumBeratVolumeXYVx = X/(SGagregat x air)Vy = Y/(SGaspal x air)Vr = Vtotal (Vy + Vx)0VtotalWtotalRongga dalam Campuran 2AspalRonggaVMA, VIM, VFB/VFAVMAVIMKadarAspalAbsorbedAgregatVFBSpecific Gravity 1Solid AggregateWater-impermeable PoresWater-permeable PoresApparent & Bulk SGWsVolumeVs0VtotalWtotal0WeightViVpSG Apparent = Ws / ((Vs + Vi) x water)SG Bulk = Ws / ((Vs + Vi + Vp) x water)Apparent, Bulk & Effective SG

Apparent SG:Rongga Permeable diisi bitumen sebanyak air yang bisa mengisinya

Bulk SG:Rongga Permeable tidak terisi bitumen sama sekali

Effective SG:Rongga Permeable terisi bitumen sebanyak bitumen yang bisa mengisinyaSpecific Gravity 2

Solid AggregateBitumen-impermeable PoresBitumen-permeable PoresEffective SGWsVolumeVs0VtotalWtotal0WeightVcVbSG Effective = Ws / ((Vs + Vc) x water)SG Effective = (Apparent SG + Bulk SG)/2Specific Gravity 3Campuran Aspal-AgregatPerhitungan ProporsiBerat AgregatBerat CampuranProporsi AgregatBerat AspalSelisih Berat Agregat dan CampuranBy WeightBerat agregatVolume AgregatSG AgregatBerat aspalBy VolumeVolumeCampuranProporsi Agregat, Aspal dan RonggaVolumeAspalProporsi AspalSG AspalGradasi vs Sifat Perkerasan 1a1a. Gradasi Menerus (skematis)Ukuran ButirProporsiGrafik KomulatifIlustrasi GradasiIlustrasi Setting- Prinsip Interlocking- Sifat Kaku- Kebutuhan Aspal SedangGrafik211b. Gradasi Menerus (ilustrasi visual)

Potongan campuranBentuk Briket MarshallGradasi vs Sifat Perkerasan 1b

222a. Gradasi Senjang (skematis)Ukuran ButirProporsiGrafik KomulatifIlustrasi GradasiIlustrasi Setting- Prinsip Suspensi Mortar- Sifat Lentur- Kebutuhan Aspal TinggiGrafikUkuran yang hilangGradasi vs Sifat Perkerasan 2a232b. Gradasi Senjang (ilustrasi visual)Potongan campuranBentuk Briket MarshallGradasi vs Sifat Perkerasan 2b

243a. Gradasi Seragam (skematis)Ukuran ButirProporsiGrafik KomulatifIlustrasi GradasiIlustrasi Setting- Prinsip Max Tekstur Makro- Sifat Kasar- Kebutuhan Aspal KhususGrafikDominasi Ukuran Gradasi vs Sifat Perkerasan 3a253b. Gradasi Seragam (ilustrasi visual)Permukaan campuranBentuk Briket MarshallGradasi vs Sifat Perkerasan 1a

26Sifat Bahan AspalDefinisi:Asphalt is a sticky, black and highly viscous liquid or semi-solid that is present in most crude petroleums and in some natural deposits. It is most commonly modeled as a colloid, with asphaltenes as the dispersed phase and maltenes as the continuous phase (though there is some disagreement amongst chemists regarding its structure). In U.S. terminology, asphalt (or asphalt cement) is the carefully refined residue from the distillation process of selected crude oils. Outside North America, the product is called bitumen. Wikipedia

Asphalt is a dark brown-to-black cement-like material obtained by petroleum refining and containing bitumens as the predominant component. Bitumen is a generic term for natural or manufactured black or dark-colored solid, semisolid, or viscous cementitious materials that are composed mainly of high-molecular weight hydrocarbons. The term includes tars and pitches derived from coal. Asphalt is used primarily for road construction and roofing materials due to its remarkable waterproofing and binding properties. The hard surfaces of roads, for example, depend on the ability of asphalt to cement together aggregates of stone and sand.Encyclopedia of EarthKlasifikasi Aspal Berdasarkan Sumber Dan PenggunaannyaASPALAspal Buatan(petroleum asphalt)Asphaltic Base Crude OliParafin Base Crude OliMixed Base Crude OliAspal Keras atau Aspal Panas (AC, asphalt cement)Aspal Cair (cut back)Rapid Curing (AC+benzene)Medium Curing (AC+kerosene)Slow Curing (AC+minyak berat)Aspal Emulsi (AC+air+asam/basa)Cathionic/Anionic Rapid SettingCathionic/Anionic Medium SettingCathionic/Anionic Slow SettingAspal Alam(Native Asphalt)Lake Asphalt (Trinidad Lake)Rock Asphalt (Perancis, Swiss, Pulau Buton)

290.50.50.50.51.0-Kehilangan Berat, %99.099.099.099.099.099.0Kelarutan pada trichloroethene, %232232232219177163Titik Nyala (C)40506080140220Penetrasi (25C, 100 gr, 5 detik)400350300250175125Viskositas, 135C (275F),Cs, Min 4000 80030006002000 4001000 200500100250 50Viskositas, 60C (140F), poisesAC-40AC-30AC-20AC-10AC-5AC-2.5Nilai ViskositasBerdasarkan Nilai Viskositas-100-100-75-50--Daktilitas setelah kehilangan berat-40-46-50-54-58Penetrasi setelah kehilangan berat1.5-1.3-1.0-0.8-0.8-Kehilangan berat, %-99-99-99-99-99Kelarutan pada trichloroethele, %-100-100-100-100-100Daktilitas (25C, 5 cm per menit)-177-218-232-232-232Titik Nyala (Cleveland Open), C3002001501201008570605040Penetrasi (25C, 100 gr, 5 detik)maxminmaxMinmaxminmaxminmaxmin200-300120-15085-10060-7040-50Nilai PenetrasiBerdasarkan Nilai PenetrasiKlasifikasi Aspal Menurut AASHTO30Penyulingan Aspal dari Minyak Mentah

31Bagian Aspal (Bitumen)Sesuai Sifat Fisiknya

32Pengujian Karakteristik Aspal1. Pengujian Penetrasi2. Pengujian Daktilitas3. Pengujian Titik Lembek (Melembek)4. Kepekaan Aspal terhadap Perubahan Suhu5. Pengujian Viskositas6. Pengujian Titik Nyala dan Titik Bakar7. Pengujian Berat Jenis8. Hilang dalam Pemanasan9. Penyulingan Aspal Cair10. Kadar Air dalam Minyak Bumi dan Bahan yang Mengandung Bitumen11. Kelekatan Aspal dalam Batuan33

Alat Uji Penetrasi

1. Dilepas selama 5 detik2. Berat Beban dan Jarum = 100 gr3. Temperatur Pengujian 25oC4. Satuan = dmm34Alat Uji Daktilitas

Pengujian Daktilitas Aspal

Cetakan Benda Uji dalam Pengujian Daktilitas

35

Pengujian Titik Melembek Ring and Ball Alat Uji Titik Melembek (Softening Point)

36log PEN T2log PEN = AT + Klog PEN T1log PEN (dmm)T (oC) T2 T1 K A Hubungan Suhu dan log Pen AspalKonsep Temperature Susceptibility 137Persamaan dasar:

logP = AT + K

A = (log pen T1 log pen T2)/(T1 T2)A = (log pen T1 log 800)/(T1 SP)A 0,015 sampai 0,06Persamaan PI:

50 A = (20 PI)/(10 + PI)

PI = (1952 500 log pen 20SP)/(50log pen SP 120)?Konsep Temperature Susceptibility 2log Viskositas (cSt)T(oC) log (170 20)log (280 30)Suhu pemadatanSuhu pencampuranHubungan Suhu dan Viskositas AspalKonsep Viskositas39Alat Pengujian Titik Nyala

Percobaan Titik Nyala dengan Alat Cleveland Open Cup40Alat Pengkondisian (Simulasi) Hilang dalam PemanasanPercobaan Hilang dalam Pemanasan dengan Alat Thin Film Oven

41Alat Pengujian AspalPercobaan Penyulingan Aspal Cair

42Jenis Aspal vs Penggunaan

43Spesifikasi Bitumen (Japan Road Association)

44Daur Ulang PerkerasanPerkerasan Daur-ulangPerbaikan terhadap struktur perkerasan lentur pada prinsipnya mencakup: pelapisan ulang (overlaying), daur-ulang (recycling) dan rekonstruksi (reconstruction). Material dari perkerasan yang rusak (deteriorated) yang dikenal sebagai Perkerasan Aspal yang Diundang Kembali atau Reclaimed Asphalt Pavement (RAP), sebagian atau seluruhnya digunakan pada konstruksi baru.DiambilDigelar &dipadatkanRAPMaterial SegarAspal+Agregat+1: Eksisting2: Pengambilan3: Pencampuran4: Penghamparan KembaliJenis Proses Daur-ulangHot in-Place Recycling(Daur-ulang Panas di Lokasi)

Cold in Place Recycling(Daur-ulang Dingin di Lokasi)

Hot Central Plant Recycling (Daur-ulang Panas di Kilang)

Cold Central Plant Recycling (Daur-ulang Dingin di Kilang)

Hot in-Place RecyclingDaur-ulang Panas di Lokasi

Sumber: Lebuhraya Malaysia (2005)Cold in-Place RecyclingDaur-ulang Dingin di Lokasi

Sumber: EDP Consultant, USA (2006)

Hot Central Plant RecyclingDaur-ulang Panas di KilangSumber: Fujian South Highway Machinery Co., Ltd., Japan (2006)

RAP FeedingMain UnitSurge HopperDrum Mixer

Cold Central Plant RecyclingDaur-ulang Dingin di KilangSumber: Public Work Deparment, Malaysia (2005)Kelebihan Perkerasan Daur-ulangMempersingkat gangguan yang dirasakan penggunaKonservasi kebutuhan energiPreservasi kondisi lingkunganMemperkecil biaya konstruksiKonservasi kebutuhan material dasar (agregat dan aspal)Preservasi geometri perkerasan eksisting