karakteristik ultra thin surfacing hot mix asphalt

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

i

KARAKTERISTIK ULTRA THIN SURFACING HOT

MIX ASPHALT DITINJAU DARI NILAI MARSHALL,

KUAT TARIK TIDAK LANGSUNG, KUAT TEKAN

BEBAS, DAN PERMEABILITASHALAMAN JUDUL

Ultra Thin Surfacing Hot Mix Asphalt Characteristics in Terms of Value Marshall, Indirect Tensile Strength, Unconfined Compressive Strength, and

Water Permeability

SKRIPSI

Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun oleh :

HAFID RIYAN PURNOMOI 0108102

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2013


ii

HALAMAN PERSETUJUAN


iii

HALAMAN PENGESAHAN


iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN


v

Hafid Riyan Purnomo, 2013. Karakteristik Ultra Thin Surfacing Hot Mix Asphalt Ditinjau dari Nilai Marshall, Kuat Tarik Tidak Langsung, Kuat Tekan Bebas, dan Permeabilitas. Skripsi. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

Sebagian besar jalan di Indonesia umumnya telah memiliki daya dukung yang kuat secara struktural, kerusakan yang biasanya terjadi adalah kerusakan fungsional seperti cacat permukaan. Cacat permukaan jalan tersebut menyebabkan penurunan fungsi jalan. Hal yang biasanya dilakukan untuk mengatasi kerusakan terhadap cacat permukaan jalan antara lain overlay. Overlay adalah suatu metode pelapisan kembali perkerasan yang sudah ada dengan campuran baru untuk meningkatkan mutu suatu perkerasan agar umur rencana tercapai. Selama ini perencanaan tebal lapisan overlay masih terlalu besar, suatu perencanaan tebal lapis tipis aspal diperlukan untuk overlay.

Penelitian campuran Ultra Thin Surfacing Hot Mix Asphalt (UTSHMA)menggunakan metode eksperimen di laboratorium. Gradasi campuran UTSHMA ditentukan berdasarkan nilai Marshall Qoutient tertinggi dengan cara melakukan pengujian Marshall kepada 5 jenis varian gradasi dari Standard Spesification Construction of Transport Systems (Georgia Department of Transportation, 2001) dengan penyesuaian proporsi fraksi CA (Coarse Agregate) maupun FA (Fine Agregate). Kadar Aspal Optimum (KAO) didapat dengan melakukan pengujian Marshall kepada 5 varian job mix dengan kadar aspal (Pb-1)%, (Pb-0,5)%, (Pb)%, (Pb+0,5)%, (Pb+1)%. Aspal Yang digunakan adalah aspal penetrasi 60/70 mengingat Indonesia beriklim tropis. Pengujian kuat tarik tidak langsung/ ITS (indirect tensile strength), kuat tekan bebas/ UCS (unconfined compressive strength), dan permeabilitas (water permeability) dilakukan kepada campuran UTSHMA dengan gradasi terbaik dan dengan kadar aspal optimum.

Gradasi dengan proporsi fraksi CA terkecil memiliki Marshall Qoutient terbesar. KAO yang didapat setelah melakukan pengujian Marshall adalah 6,35%. UTSHMA dapat digunakan sebagai campuran perkerasan di Indonesia karena telah memenuhi standart Laston AC-WC Bina Marga. UTSHMA memiliki nilai kuat tarik tidak langsung, regangan, modulus elastisitas, dan koefisien permeabilitas yang lebih besar dibandingkan dengan campuran panas AC. UTSHMA memiliki nilai stabilitas dan kuat tekan bebas yang lebih kecil dibandingkan dengan campuran panas AC.

Kata kunci: UTSHMA, Marshall, ITS, UCS, Permeabilitas


vi

Hafid Riyan Purnomo, 2013. Ultra Thin Surfacing Hot Mix Asphalt Characteristics in Terms of Value Marshall, Indirect Tensile Strength, Unconfined Compressive Strength, and Water Permeability. Minithesis. Department of Civil Engineering, University of Sebelas Maret, Surakarta.

Most of the roads in Indonesia already have a strong structural capacity, the damage that usually occurs is a functional damages, like surface defects. The

isusually done in order to fix this kind of damage. Overlay is a method of resurfacingthe existing pavement with a new mix to improve the quality of a pavement in order to achieve the design life. All this time overlay layer-thickness planning is considered to be too large, an asphalt thin layer-thickness planning is needed for the overlay.

The experiment of Ultra Thin Surfacing Hot Mix Asphalt (UTSHMA) is performed using the experimental method in the laboratory. UTSHMA mixture gradation decided based on the highest Marshall Quotient value tested by performing Marshall test to 5 types of variants gradation from Standard Specification Construction of Transport Systems (Georgia Department of Transportation, 2001)with CA (Coarse aggregate) and FA (Fine aggregate) fraction-proportion callibration. Optimum bitumen content obtained by testing variants Marshall to 5 job mix with asphalt content (Pb-1) %, (Pb-0.5)%, (Pb)%, (Pb+0.5)%, (Pb+1)%.The asphalt used for this is penetration asphalt 60/70 as Indonesia is a tropical country. The test of ITS (indirect tensile strength), UCS (unconfined compressive strength), and water permeability are performed to the best mix gradation UTSHMA and the optimum bitumen content.

Gradation with the fraction-proportion of CA at least has the greatest Marshall Quotient. Optimum bitumen content obtained after testing the 5 variants Marshall bitumen content was 6.35%. UTSHMA can be used as a mixture of pavement in Indonesia because it has met the Laston standard AC-WC Bina Marga. UTSHMA has ITS value, strain, modulus of elasticity, and coefficient of water permeability greater than the AC mixture. UTSHMA has a smaller UCS stability value than theAC mixture.

Keywords: UTSHMA, Marshall, ITS, UCS,Water Permeability


vii

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat

dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi

dengan judul Ultra Thin Surfacing Hot Mix Asphalt Ditinjau

dari Nilai Marshall, Kuat Tarik Tidak Langsung, Kuat Tekan Bebas, dan

Permeabilitas . Penyusunan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk

memperoleh gelar sarjana pada Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas

Sebelas Maret Surakarta.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak, penulis

sulit untuk mewujudkan penulisan skripsi ini. Oleh karena itu, dalam kesempatan

ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Ir. Ary Setyawan MSc, PhD, selaku dosen pembimbing I.

2. Ir. Djoko Sarwono, MT, selaku dosen pembimbing II.

3. Ir. Budi Laksito, selaku Dosen Pembimbing Akademis.

4. Segenap dosen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

5. Muh. Sigit Budi Laksana, ST, selaku staff Laboratorium Jalan Raya.

6. Keluarga besar Kontrakan Gapuk dan Combo.

7. Teman seperjuangan skripsi saya, Anang Prasetyo.

8. Teknik Sipil Angkatan 2008.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih banyak terdapat

kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang

membangun demi kesempurnaan penelitian selanjutnya. Semoga skripsi ini dapat

bermanfaat bagi semua pihak pada umumnya dan penulis pada khususnya.

Surakarta, November 2013

Penulis


viii

Halaman

HALAMAN JUDUL................................................................................................ i

HALAMAN PERSETUJUAN................................................................................ ii

HALAMAN PENGESAHAN................................................................................ iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ......................................................................... iv

ABSTRAK ...............................................................................................................v

ABSTRACT........................................................................................................... vi

KATA PENGANTAR .......................................................................................... vii

DAFTAR ISI........................................................................................................ viii

DAFTAR TABEL.................................................................................................. xi

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ......................................................................xv

DAFTAR LAMPIRAN...................................................................................... xviii

BAB 1 PENDAHULUAN ......................................................................................1

1.1 Latar Belakang ..........................................................................................1

1.2 Rumusan Masalah .....................................................................................2

1.3 Batasan Masalah........................................................................................2

1.4 Tujuan Penelitian ......................................................................................3

1.5 Manfaat Penelitian ....................................................................................3

BAB 2 LANDASAN TEORI..................................................................................4

2.1 Tinjauan Pustaka .......................................................................................4

2.2 Dasar Teori................................................................................................6

2.2.1 Pembebanan pada Perkerasan Jalan.............................................6

2.2.2 Struktur Perkerasan......................................................................7

2.2.3 Ultra Thin Surfacing Hot Mix Asphalt (UTSHMA)....................8

2.2.4 Spesifikasi UTSHMA ..................................................................9

2.2.5 Kadar Aspal Optimum Rencana ................................................10

2.2.6 Material Penyusun UTSHMA ...................................................11


ix

Halaman

2.2.7 Karakteristik UTSHMA.............................................................14

2.2.8 Pengujian UTSHMA .................................................................18

BAB 3 METODA PENELITIAN .........................................................................21

3.1 Umum ...................................................................................................21

3.2 Data ...................................................................................................21

3.2.1 Data Primer .............................................................................21

3.2.2 Data Sekunder............................................................................22

3.3 Diagram Alir Penelitian ..........................................................................23

3.4 Peralatan Penelitian .................................................................................24

3.4.1 Satu Set Alat Uji Marshall .........................................................24

3.4.2 Alat Uji Kuat Tarik Tidak Langsung.........................................25

3.4.3 Alat Uji Kuat Tekan Bebas........................................................25

3.4.4 Satu Set Alat Uji Permeabilitas Tipe AF-16..............................25

3.4.5 Alat Penunjang...........................................................................26

3.5 Bahan Penelitian......................................................................................26

3.6 Pembuatan Benda Uji..............................................................................27

3.6.1 Penentuan Gradasi Terbaik........................................................27

3.6.2 Penentuan KAO dengan Gradasi Terbaik..................................29

3.6.3 Pembuatan Benda Uji dengan Gradasi Terbaik dan KAO ........30

3.7 Pengujian Benda Uji dengan KAO .........................................................31

3.7.1 Uji Kuat Tarik Tidak Langsung.................................................31

3.7.2 Uji Kuat Tekan Bebas................................................................31

3.7.3 Uji Permeabilitas .......................................................................31

3.8 Analisis Data ...........................................................................................34

BAB 4 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ........................................35

4.1 Data Pemeriksaan Bahan.........................................................................35

4.1.1 Data Pemeriksaan Agregat ........................................................35

4.1.2 Data Pemeriksaaan Filler ..........................................................36


x

Halaman

4.1.3 Data Pemeriksaan Aspal ............................................................36

4.2 Pembuatan Benda Uji..............................................................................36

4.2.1 Penentuan Gradasi Terbaik........................................................36

4.2.2 Penentuan KAO dengan Gradasi Terbaik..................................41

4.2.3 Pembuatan Benda Uji dengan Kadar Aspal Optimum ..............48

4.3 Pengujian Benda Uji dengan Gradasi Terbaik dan KAO .......................48

4.3.1 Pengujian ITS ............................................................................48

4.3.2 Pengujian UCS...........................................................................51

4.3.3 Uji Permeabilitas .......................................................................52

4.4 Pembahasan Hasil Penelitian ..................................................................54

4.4.1 Perbandingan Hasil Pengujian Marshall dengan Standar Bina

Marga .............................................................................54

4.4.2 Perbandingan Hasil Pengujian ITS, UCS, dan Permeabilitas

dengan Penelitian Campuran AC Terdahulu .............................54

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................59

5.1 Kesimpulan .............................................................................................59

5.2 Saran ...................................................................................................59

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... xix


xi

Halaman

Tabel 2.1. Perbedaan Antara Perkerasan Lentur dan Perkerasan Kaku .................. 7

Tabel 2.2. Persyaratan Gradasi dan Persyaratan Desain UTSHMA ..................... 10

Tabel 2.3. Kriteria Pemeriksaan Bahan Pengisi (Filler) ....................................... 13

Tabel 2.4. Klasifikasi Campuran Aspal Berdasarkan Angka Permeabilitas......... 20

Tabel 3.1. Jumlah Benda Uji untuk Menentukan KAO. ....................................... 29

Tabel 3.2. Jumlah Benda Uji untuk Pengujian ITS, UCS dan Uji Permeabilitas. 30

Tabel 4.1. Data Pemeriksaan Agregat................................................................... 35

Tabel 4.2. Data Pemeriksaan Aspal Keras ............................................................ 36

Tabel 4.3. Perencanaan Gradasi UTSHMA .......................................................... 37

......... 38

Tabel 4.5. Hasil Perhitungan Volumetrik untuk Penentuan Gradasi Terbaik....... 39

Tabel 4.6. Hasil Perhitungan Marshall untuk Penentuan Gradasi Terbaik........... 40

Tabel 4.7. Kebutuhan Agregat dan Aspal Tiap Mold untuk Kadar Aspal 5,5%... 42

Tabel 4.8. Hasil Perhitungan Volumetrik untuk Penentuan KAO ........................ 42

Tabel 4.9. Hasil Uji Marshall untuk Penentuan KAO.......................................... 42

Tabel 4.10. Nilai Karakteristik Marshall Benda Uji dengan KAO ...................... 48

Tabel 4.11. Kebutuhan Agregat dan Aspal Tiap Mold dengan KAO................... 48

Tabel 4.12. Hasil Perhitungan ITS UTSHMA ...................................................... 49

Tabel 4.13. Hasil Perhitungan Regangan UTSHMA ............................................ 50

Tabel 4.14. Hasil Perhitungan Modulus Elastisitas UTSHMA ............................ 50

Tabel 4.15. Hasil Perhitungan UCS UTSHMA .................................................... 52

Tabel 4.16. Hasil Perhitungan Permeabilitas UTSHMA ...................................... 53


xii

Halaman

Tabel 4.17. Perbandingan Hasil UTSHMA dengan Standar Bina Marga............. 54

Tabel 4.18. Perbandingan Hasil Pengujian ITS, UCS, dan Permeabilitas............ 55


xiii

Halaman

Gambar 2.1 Distribusi Beban Roda pada Lapisan Perkerasan Jalan. ..................... 6

Gambar 2.2 Hubungan Ukuran Saringan dengan Persen Lolos............................ 10

Gambar 2.3 Diagram Skematik Pembebanan ITS ................................................ 18

Gambar 2.4 Pengujian Kuat Tekan Bebas ............................................................ 19

Gambar 3.1 Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian................................................ 23

Gambar 3.2 Alat Uji Marshall .............................................................................. 24

Gambar 3.3 Alat Uji Permeabilitas Tipe AF-16 ................................................... 25

Gambar 3.4 Variasi Gradasi UTSHMA ................................................................ 27

Gambar 4.1 Agregat yang Digunakan................................................................... 35

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Kadar Aspal dengan Density Bulk........................ 44

Gambar 4.3 Grafik Hubungan Kadar Aspal dengan Pori ..................................... 45

Gambar 4.4 Grafik Hubungan Kadar Aspal dengan Stabilitas ............................. 45

Gambar 4.5 Grafik Hubungan Kadar Aspal dengan Flow.................................... 46

Gambar 4.6 Grafik Hubungan Kadar Aspal dengan Marshall Quotient .............. 47

Gambar 4.7 Perbandingan Benda Uji Sebelum dan Setelah Pengujian ITS ......... 51

Gambar 4.8 Perbandingan Benda Uji sebelum dan Setelah Pengujian UCS........ 52

Gambar 4.9 Perbandingan Benda Uji Sebelum dan Setelah Pengujian Permeabilitas

............................................................................................................................... 53

Gambar 4.10 Diagram Perbandingan Hasil Pengujian ITS .................................. 55

Gambar 4.11 Diagram Perbandingan Nilai Regangan.......................................... 56

Gambar 4.12 Diagram Perbandingan Nilai Modulus Elastisitas .......................... 57

Gambar 4.13 Diagram Perbandingan Nilai UCS .................................................. 57


xiv

Halaman

Gambar 4.14 Diagram Perbandingan Hasil Permeabilitas.................................... 58


xv

% = prosentase/persen

°C = derajat Celcius

A = Luas permukaan benda uji (m2)

AC = Asphalt Concrete / Aspal Beton

BC = Base Course / Lapis Pondasi Atas

CA = Coarse Aggregate / Agregat Kasar / Agregat tertahan saringan no 8

cm = sentimeter

cm2 = sentimeter persegi

cm3 = cc = sentimeter kubik

D = Densitas / berat isi (gr/cc)

d = diameter benda uji (m)

F = Flow / devormasi vertikal dari awal pembebanan sampai runtuh

F = Kuat desak (kg/m2)

FA = Fine Aggregate / Agregat Halus / Agregat lolos saringan no 8 dan

tertahan saringan no 200

FF = Agregat minimal 75% lolos saringan no 200

g/cm³ = gram/cm kubik

gr = gram

H = Koreksi Tebal Benda Uji

h = Tinggi benda uji (m)

ITS = Indirect Tensile Strength / Kuat Tarik Tidak Langsung

k = Faktor kalibrasi proving ring

K = koefisien permeabilitas (cm/detik)


xvi

K = Konstanta (0,5-1=Laston, 2-3=Lataston, 1-2,5=campuran lain)

k = permeabilitas (cm2)

KAO = Kadar Aspal Optimum

kg = kilogram

kg/m2 = kilogram / meter persegi

lb = pound

m = meter

m2 = meter persegi

mm = milimeter

mm = milimeter

MQ = Marshall Quotient (kg/mm)

P = Porositas benda uji (%)

Pag = % berat agregat pada campuran

Pas = % berat aspal pada campuran

Pb = Kadar Aspal Optimum Rencana

Pf = % berat filler pada campuran

Pi = Nilai beban yang diberikan pada pengujian ITS

Pu = Nilai beban (kg)

q = Pembacaan stabilitas alat (lb)

S = Stabilitas

SGag = Specific Gravity agregat (gr/cm³)

SGas = Specific Gravity aspal (gr/cm³)

SGf = Specific Gravity filler (gr/cm³)

SGmix = Specific Gravity Campuran (gr/cm³)

SNI = Standar Nasional Indonesia


xvii

UBBS = Ultra-thin Bonded Bituminous Surface

UCS = Unconfined Compressive Strength / Kuat Tekan Bebas

UTA = Ultra Thin Asphalt

UTBWC = Ultra Thin Bounded Wearing Course

UTFC = Ultra Thin Friction Course

UTSHMA = Ultra Thin Surfacing Hot Mix Asphalt

V = Volume Benda Uji (cc)

VIM = Void In Mix / pori dalam campuran

VMA = Void In Material / pori dalam material

WC = Wearing Course / Lapis Aus

Wdry = Berat Kering (gr)

= berat jenis zat alir (gr/cm3)

2)


xviii

Halaman

Lampiran A Data Primer Penelitian .................................................................... A-1

Lampiran B Data Sekunder Penelitian................................................................ B-1

Lampiran C Dokumentasi Penelitian .................................................................. C-1

Lampiran D Kelengkapan Administrasi ............................................................. D-1

karakteristik ultra thin surfacing hot mix asphalt

Documents