1 PENGGUNAAN LIMBAH SABUT KELAPA UNTUK KETAHANAN CAMPURAN ASPAL BETON TERHADAP DEFORMASI ALUR Roberto Colia, Sigit Pranowo Hadiwardoyo Program Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia Fakultas Teknik Kampus UI Depok 16424 , Indonesia E-mail: [email protected]1 ; [email protected]2 Abstrak Perkerasan lentur merupakan jenis perkerasan yang banyak dipakai di Indonesia. Salah satu kerusakan yang sering terjadi pada perkerasan lentur ialah kerusakan alur roda. Jenis deformasi ini berupa perubahan bentuk permukaan jalan akibat beban roda kendaraan yang melintasi permukaan perkerasan jalan tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mencari alternatif campuran beton aspal yang dapat mengurangi terjadinya deformasi tersebut. Limbah sabut kelapa ditambahkan pada aspal sehingga menjadi aspal berserat. Bahan tambah ini berupa serat halus berukuran 0,5mm-1,25mm dicampur dengan Aspal pen 60/70 dengan persentase 0%; 0,75% dan 1,5% terhadap berat aspal. Aspal berserat ini kemudian dicampur dengan aggregat menjadi campuran beton aspal AC-WC kemudian dilakukan pengujian dengan Wheel Tracking Machine pada suhu 30˚C, 45˚C dan 60˚C. Hasil dari penelitian ini menyimpulkan bahwa penambahan limbah sabut kelapa lebih tahan terhadap pengaruh suhu dibandingkan dengan campuran aspal beton tanpa serat. Hasil pengujian Marshall dan Wheel Tracking Machine memperlihatkan terjadinya peningkatan stabilitas dan ketahanan terhadap nilai deformasi pada persentase limbah sabut kelapa 0,75%. Kata kunci: Perkerasan Lentur , Deformasi Alur , Limbah Serabut kelapa Abstract Flexible pavement is a type of pavement that is widely used in Indonesia . One of damage that often occurs in flexible pavement damage is the wheel groove . Type of deformation is a change in shape of the road surface due to wheel loads of vehicles across the surface of the pavement . This study aimed to explore alternative asphalt concrete mixtures that can reduce the occurrence of such deformation. Coconut coir waste is added to the asphalt so that it becomes fibrous asphalt . The added material in the form of fine fibers measuring 0.5 mm – 1.25mm mixed with asphalt pen 60/70 with a percentage of 0 % , 0.75 % and 1.5 % of the weight of asphalt. Fibrous asphalt is then mixed with aggregate into asphalt concrete mix AC - WC then testing the Wheel Tracking Machine at a temperature of 30˚C , 45˚C and 60˚C. The results of this study concluded that the addition of coconut coir waste is more resistant to the effects of temperature compared to asphalt concrete mixtures without fiber. The results of testing the Marshall Test and Wheel Tracking Machine reflects the increasing stability and resistance to deformation values on the percentage of waste coconut husks 0.75 %. Keyword: Flexible Pavement, Rutting Deformation , Waste Coconut fibers Penggunaan limbah..., Roberto Colia, FT UI, 2013
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
PENGGUNAAN LIMBAH SABUT KELAPA
UNTUK KETAHANAN CAMPURAN ASPAL BETON
TERHADAP DEFORMASI ALUR
Roberto Colia, Sigit Pranowo Hadiwardoyo
Program Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia
Perkerasan lentur merupakan jenis perkerasan yang banyak dipakai di Indonesia. Salah satu kerusakan yang sering terjadi pada perkerasan lentur ialah kerusakan alur roda. Jenis deformasi ini berupa perubahan bentuk permukaan jalan akibat beban roda kendaraan yang melintasi permukaan perkerasan jalan tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mencari alternatif campuran beton aspal yang dapat mengurangi terjadinya deformasi tersebut. Limbah sabut kelapa ditambahkan pada aspal sehingga menjadi aspal berserat. Bahan tambah ini berupa serat halus berukuran 0,5mm-1,25mm dicampur dengan Aspal pen 60/70 dengan persentase 0%; 0,75% dan 1,5% terhadap berat aspal. Aspal berserat ini kemudian dicampur dengan aggregat menjadi campuran beton aspal AC-WC kemudian dilakukan pengujian dengan Wheel Tracking Machine pada suhu 30˚C, 45˚C dan 60˚C. Hasil dari penelitian ini menyimpulkan bahwa penambahan limbah sabut kelapa lebih tahan terhadap pengaruh suhu dibandingkan dengan campuran aspal beton tanpa serat. Hasil pengujian Marshall dan Wheel Tracking Machine memperlihatkan terjadinya peningkatan stabilitas dan ketahanan terhadap nilai deformasi pada persentase limbah sabut kelapa 0,75%. Kata kunci: Perkerasan Lentur , Deformasi Alur , Limbah Serabut kelapa
Abstract Flexible pavement is a type of pavement that is widely used in Indonesia . One of damage that often occurs in flexible pavement damage is the wheel groove . Type of deformation is a change in shape of the road surface due to wheel loads of vehicles across the surface of the pavement . This study aimed to explore alternative asphalt concrete mixtures that can reduce the occurrence of such deformation. Coconut coir waste is added to the asphalt so that it becomes fibrous asphalt . The added material in the form of fine fibers measuring 0.5 mm – 1.25mm mixed with asphalt pen 60/70 with a percentage of 0 % , 0.75 % and 1.5 % of the weight of asphalt. Fibrous asphalt is then mixed with aggregate into asphalt concrete mix AC - WC then testing the Wheel Tracking Machine at a temperature of 30˚C , 45˚C and 60˚C. The results of this study concluded that the addition of coconut coir waste is more resistant to the effects of temperature compared to asphalt concrete mixtures without fiber. The results of testing the Marshall Test and Wheel Tracking Machine reflects the increasing stability and resistance to deformation values on the percentage of waste coconut husks 0.75 %. Keyword: Flexible Pavement, Rutting Deformation , Waste Coconut fibers
Penggunaan limbah..., Roberto Colia, FT UI, 2013
2
1. PENDAHULUAN
Perkerasan jalan merupakan lapisan perkerasan yang terletak di antara lapisan tanah
dasar dan roda kendaraan, yang berfungsi memberikan pelayanan kepada sarana
transportasi, dan selama masa pelayanannya diharapkan tidak terjadi kerusakan yang
berarti (Silvia Sukirman, 2003).
Kerusakan konstruksi jalan umumnya sering terjadi pada lapis permukaan jalan, pada
lapisan aus dan lapisan perkerasan atau binder course. Persentasi kerusakan pada lapis
permukaan lebih sering terjadi dibandingkan pada lapis pondasi atau lapis antara. Bentuk
fisik kerusakan yang terjadi pada lapisan permukan ialah retak, deformasi, alur roda dan
konsrtuksi yang berlubang (Ozgan, 2011). Sementara di Indonesia, kerusakan konstruksi
jalan diakibatkan oleh beberapa faktor, seperti faktor lingkungan, kelebihan kapasitas
beban, dan proses pengerjaan konstruksi. Sulitnya memprediksi perbuhan cuaca dan
hujan umunnya menjadi kedala factor lingkungan tersebut (Hadiwardoyo, 2013).
Dalam waktu sekarang ini, banyak penelitian mulai disempurnakan dan dikembangkan
kepada pengujian Wheel Tracking. Pengujian Wheel tracking bertujuan untuk mencari
nilai deformasi suatu perkerasan jalan diteliti terhadap waktu saat konstruksi tersebut
mengalami deformasi, dan juga untuk mengetahui ketahanan sebuah konstruksi
perkerasan jalan terhadap deformasi. Hal tersebut dilatarbelakangi oleh banyaknya
ditemukan permukaan konstruksi perkerasan jalan raya yang mengalami deformasi, baik
itu dikarenakan tekanan roda kendaraan, suhu dan waktu.
Dalam pengujian ini penulis melakukan pengujian karakteristik aspal pen 60/70 dengan
tambahan campuran sabut kelapa dengan komposisi tertentu. Penambahan limbah serabut
kelapa bertujuan untuk mencari alternatif bahan campuran aspal. Penamban limbah
serabut kelapa terhadap campuran meningkatkan nilai modulus resilient sebesar 14%
(Oda, 2012). Hasil penelitian tersebut menjadi dasar acuan untuk melakukan penelitian
ini. Dimana secara teknis aspal dicampur dengan komposisi serabut kelapa sehingga
menjadi aspal modifikasi serabut. aspal campuran tersebut digabung dengan agregat
kasar, sedang dan halus untuk dijadidikan sampel pengujian. Pengujian dilakukan dengan
metode wheel tracking.
Penggunaan limbah..., Roberto Colia, FT UI, 2013
3
2. TINJAUAN TEORITIS
Konstruksi Perkerasan Lentur (Flexible Pavement) ialah konstruksi yang dimana Aspal
sebagai bahan pengikatnya. Sifat dari perkerasan Lentur ialah memikul beban dan
menyebarkan beban lalu lintas ke tanah dasar. Pengaruhnya terhadap repetisi beban
adalah timbulnya rutting deformation (lendutan pada jalur roda). Pengaruhnya terhadap
penurunan tanah dasar ialah jalan bergelombang (mengikuti tanah dasar).
Bahan penyusun lapis permukaan untuk perkerasan lentur yang utama terdiri atas bahan
ikat dan bahan pokok. Bahan pokok bisa berupa pasir, kerikil, batu pecah/ agregat dan
lain-lain. Sedang untuk bahan ikat untuk perkerasan bisa berbeda-beda, tergantung
dari jenis perkerasan jalan yang akan dipakai. Bisa berupa tanah liat, aspal/ bitumen,
atau kapur (Walker, 1998)
Aspal Keras/Aspal Panas/Aspal Semen (Asphalt Cement), merupakan aspal yang
digunakan dalam keadaan panas. Aspal ini berbentuk padat pada keadaan penyimpanan
dalam temperatur ruang (25˚-30˚C). Merupakan jenis aspal buatan yang langsung
diperoleh dari penyaringan minyak dan merupakan aspal yang terkeras. Berdasarkan
tingkat kekerasan/kekentalannya, maka aspal semen dibedakan menjadi : AC 40-50, AC
60-70, AC 85-100, AC 120-150, AC 200-300 (Silvia Sukirman, 2007).
Agregat sebagai komponen utama atau kerangka dari lapisan perkerasan jalan yaitu
mengandung 90% – 95% agregat berdasarkan persentase berat atau 75% – 85%
agregat berdasarkan persentase volume (Wasono, 2010). Fungsi dari agregat dalam
campuran aspal adalah sebagai kerangka yang memberikan stabilitas campuran jika
dilakukan dengan alat pemadat yang tepat.
Sabut kelapa merupakan bagian terluar buah kelapa. Ketebalan sabut kelapa berkisar 5-6
cm yang terdiri atas lapisan terluar (exocarpium) dan lapisan dalam (endocarpium).
Endocarpium mengandung serat halus sebagai bahan pembuat tali, karpet, sikat, keset,
isolator panas dan suara, filter, bahan pengisi jok kursi/mobil dan papan hardboard. Satu
butir buah kelapa menghasilkan 0,4 kg sabut yang mengandung 30% serat. Dalam
penelitian yang dilakukan oleh Oda (2012) menyatakan bahwa penambahan serabut
kelapa meningkatkan nilai modulus resilient sebesar 14%.
Pengujian Wheel Tracking merupakan simulasi dari pembebanan roda kendaraan pada
lapisan perkerasan beraspal, dimana beban roda bergerak maju mundur melintas diatas
benda uji yang dibuat berupa lapisan perkerasan beraspal. Ketahanan suatu campuran
perkerasan beraspal terhadap Deformasi Permanen berupa alur, dapat dievaluasi setelah
Penggunaan limbah..., Roberto Colia, FT UI, 2013
4
dilalui sejumlah lintasan atau laju deformasi (rate of deformation) dalam mm/menit
(Shell 2003).
Benda uji berbentuk persegi dengan ukuan 30 x 30 x 5 cm (Hadiwardoyo, 2013).
dipadatkan hingga mencapai kepadatan yang diperoleh dari analisa Marshall pada kadar
aspal optimum dengan toleransi ± 2 %. Pemadatan benda uji dilakukan dengan alat
pemadat yang sesuai standar. Pengujian dilakukan dengan memberikan tekanan kontak
roda pada permukaan benda uji seberat 4.4 kg/cm2 yang setara dengan beban standar
sumbu tunggal roda ganda 8,16 ton. Setiap benda uji dilewati 1.260 siklus roda dalam 1
jam pada kecepatan 21 siklus (42 lintasan) per menit.
3. METODE PENELITIAN
Jenis penelitian yang dilakukan ialah merupakan Penggunaan Limbah Sabut Kelapa
Untuk Ketahanan Campuran Aspal Beton Terhadap Terjadinya Deformasi Alur. Dalam
penelitian ini penulis melekukan pengkajian terhadap limbah sabut kelapa yang akan
digunakan sebagai bahan tambahan dalam desain aspal. a. Aspal dan Agregat
Dalam melakukan proses penelitian ini, agregat dan aspal diperoleh dari PT Hutama
Prima, Bogor. Aspal yang diperoleh merupakan aspal keras pen 60/70 dan agregat
dengan gradasi yang baik. Berikut ini hasil pengujian gradasi agregat yang diperoleh dari
hasil proses pengujian
Tabel 1. Spesifikasi Aspal
Karakteristik Standar Pengujian Spesifikasi Hasil Penetrasi (25˚C 5 detik); 100 gr; 5 Detik; 0,1mm
SNI 06-2456-1991 60-70 64,39
Titik lembek SNI 06-2434-1991 48-58 49 Titik Nyala, ˚C SNI 06-2433-1991 Min 200 280 Daktilitas (25˚C, 5 cm) SNI 06-2432-1991 Min 100 110 Berat jenis (25˚C) SNI 06-2441-1991 Min1.0 1,005 kelarutan CCl4, %berat RSNI M-04-2004 Min 99 99,59%
Penggunaan limbah..., Roberto Colia, FT UI, 2013
5
Tabel 2 Gradasi Agregat
No saringan
Agregat Kasar Agregat Medium Agregat Halus Filer Total
Dalam memperoleh hasil pengujian gradasi agregat dengan menggunakan metode analisa saringan.
Tabel 3 Spesifikasi Agregat
Karakteristik Standar Pengujian Spesifikasi Hasil Kasar Sedang Halus
Berat Jenis Bulk AASHTO T-85-81 Min 2,5 gr/cm3 2,52gr/cm3 2,52 gr/cm3 2,53gr/cm3
Berat Jenis SSD AASHTO T-85-81 Min 2,5 gr/cm3 2,58gr/cm3 2,59 gr/cm3 2,58r/cm3
Berat Jenis Semu AASHTO T-85-81 Min 2,5 gr/cm3 2,68gr/cm3 2,69 gr/cm3 2,66gr/cm3 Penyerapan air SNI 1969 -1989- F Maks 3% 2,4 % 2,4% 2,04 % Abrasi dengan mesin Los Angeles SNI 03-2417-1991 Maks 40% 18,82 % 22,12 % Kelekatan Terhadap Aspal SNI 03-2439-1991 Min 95 % 98 % Impact SNI 03-4426-1997 Maks 30% 18,56 % Partikel pipih dan lonjong ASTM D4791 Maks 10% 6,83 % Material Lolos saringan no 200 SNI 03-4142-1996 0,9 % 7,6%
Nilai Setara Pasir SNI 03-4428-1997 Min 50% 66,38%
Penggunaan limbah..., Roberto Colia, FT UI, 2013
6
Gambar 1. Grafik Gradasi Agregat Campuran
b. Properti Serabut Kelapa
Serabut yang digunakan ialah limbah serabut industri. Lokasi dari industri di daerah
Cilodong Depok. Sabut kelapa merupakan bagian terluar buah kelapa. Ketebalan sabut
kelapa berkisar 5-6 cm yang terdiri atas lapisan terluar (exocarpium) dan lapisan dalam
(endocarpium). Endocarpium mengandung serat halus sebagai bahan pembuat tali,
karpet, sikat, keset, isolator panas dan suara, filter, bahan pengisi jok kursi/mobil dan
papan hardboard. Satu butir buah kelapa menghasilkan 0,4 kg sabut yang mengandung
30% serat.
c. Aspal Modifikasi Serabut
Dalam penelitian ini serabut digunakan sebagai campuran aspal atau menjadi aspal
modifikasi serabut, dengan kata lain komposisi berat aspal murni digantikan dengan
serabut, rentang komposisi serabut yang dipakai untuk menggantikan aspal ialah sebesar
0,5%-1,5% terhadap berat aspal KAO campuran benda uji.
Penggunaan limbah..., Roberto Colia, FT UI, 2013
7
d. Perencanaan Campuran
Gradasi Agregat yang digunakan dalam campuran Laston Lapis Aus (AC-WC)
yang mengacu kepada Gradasi Spesifikasi Campuran Aspal Panas Departemen Pekerjaan
Umum, 2010.
Lalu dicari kadar aspal perkiraan (Pb) didapat dari persamaan berikut;
Pb = 0.035 ( %CA) + 0.045 (%FA) + 0.18 (%FF) + K
dimana : Pb = Perkiraan bitumen
CA = Course Agregate (Agregat Kasar)
FA = Fine Agregat (Agregat Halus)
FF = Fine Filler (Bahan Pengisi)
K = Konstanta (0.5 sampai dengan 1)
Dari perhitungan tersebut kemudian di buat benda uji marshall yang akan di uji untuk
mendapatkan kadar asphalt optimum (KAO).
Setelah dilakukan perencanaan campuran, maka didapatlah KAO 6,36%. kemudian
dibuatlah 6 benda uji. Dimana keenam benda uji tersebut menggunakan kadar aspal
6,36%, hanya saja 5 benda uji menggunakan aspal modifikasi serabut dengan kadar
komposisi yang berbeda, dimulai dari 0,5%-1,5%. Sedangkan 1 benda uji menggunakan
aspal murni pen 60/70. Berikut ini rincian benda ujinya: Aspal beton AC-WC dengan