Perpustakaan Digital ITB

Kondisi perkerasan jalan di berbagai daerah di Indonesia masih menghadapi tantangan serius. Lapisan perkerasan lentur, khususnya lapisan aus, menghadapi tantangan terberat karena bertugas menerima beban langsung dari lalu lintas kendaraan sekaligus terpapar langsung terhadap kondisi lingkungan yang ekstrem, termasuk di antaranya curah hujan, fluktuasi suhu, dan paparan langsung sinar matahari. Salah satu jenis campuran beraspal yang umum digunakan sebagai lapisan aus adalah Hot Rolled Sheet-Wearing Course (HRS-WC), yang diproduksi dengan pemanasan agregat dan aspal pada suhu yang sangat tinggi, yang dikenal dengan teknologi Hot Mix Asphalt (HMA). Meskipun efektif, produksi HMA membawa beberapa dampak negatif, di antaranya adalah menghasilkan emisi gas yang signifikan, risiko keselamatan pekerja, dan mempercepat proses penuaan (aging) aspal karena dipanaskan pada suhu yang tinggi. Campuran beraspal hangat atau Warm Mix Asphalt (WMA) berkembang sebagai alternatif yang lebih ramah lingkungan, karena diproduksi dan dipadatkan pada suhu yang lebih rendah dibandingkan HMA. Salah satu teknologi WMA yang umum digunakan adalah teknologi berbasis busa (foaming-based), yang mencakup penggunaan zeolit sebagai agen penghasil busa alami di dalam campuran. Karakteristik unik zeolit yang relevan dalam konteks WMA adalah kemampuannya menyimpan air di dalam struktur kristal dan melepaskannya secara bertahap ketika dipanaskan tanpa merusak struktur kristalnya. Zeolit yang digunakan dapat berupa zeolit sintetis maupun zeolit alam. Salah satu deposit zeolit alam dengan cadangan cukup besar adalah zeolit Gunungkidul, Jawa Tengah. Meskipun zeolit alam telah terbukti efektif sebagai aditif WMA pada ukuran mikron, sejumlah keterbatasan teknis masih ditemukan. Salah satunya adalah kecenderungan terbentuknya aglomerasi (penggumpalan) di dalam aspal yang menyebabkan distribusi partikel menjadi tidak merata dan efisiensi foaming yang tidak optimal. Tujuan umum dari penelitian ini adalah mengkaji potensi penggunaan material nano sebagai material modifikasi campuran WMA untuk meningkatkan kinerja mekanistik campuran HRS-WC. Sedangkan tujuan khusus penelitian ini adalah mengidentifikasi pengaruh nanozeolit terhadap perilaku viskoelastik aspal, iv mengevaluasi sifat mekanistik campuran WMA HRS-WC dengan aspal modifikasi nanozeolit alam, khususnya modulus resilien dan deformasi permanen, berdasarkan pengujian di laboratorium, dan mengembangkan model prediksi untuk perilaku modulus resilien dan deformasi permanen campuran WMA HRS-WC dengan aspal modifikasi nanozeolit alam berdasarkan hasil pengujian laboratorium. Berdasarkan hasil pengujian reologi aspal, penambahan nanozeolit alam ke dalam aspal pen 60/70 cenderung meningkatkan nilai modulus geser kompleks aspal dan mengurangi kepekaan aspal terhadap perubahan temperatur dan frekuensi pembebanan. Modifikasi aspal dengan nanozeolit alam juga meningkatkan nilai modulus kekakuan bitumen, yang terjadi pada penambahan nanozeolit sebesar 0,1% dan 0,3%. Penambahan nanozeolit alam juga meningkatkan ketahanan aspal terhadap alur dan retak lelah (fatigue cracking), yang ditandai dengan terjadinya peningkatan nilai G*/sin ? dan penurunan nilai G*sin ?. Hasil pengujian Marshall menunjukkan campuran HRS-WC dengan aspal modifikasi nanozeolit alam sebesar 0,2% dari berat aspal memberikan kinerja yang terbaik, yang ditunjukkan dengan meningkatnya nilai stabilitas dan MQ serta turunnya VMA dan VIM, baik pada HMA maupun WMA, dibandingkan HMA kontrol. Hasil pengujian modulus resilien campuran HRS-WC dengan aspal modifikasi nanozeolit alam menunjukkan bahwa kadar nanozeolit optimal bergantung pada suhu layanan, dengan kadar 0,1% nanozeolit alam yang memberikan kinerja paling konsisten di seluruh rentang suhu. Secara umum campuran WMA HRS-WC dengan aspal modifikasi nanozeolit alam menghasilkan kedalaman alur yang lebih besar dibandingkan HMA pada semua suhu pengujian, dengan campuran WMA dengan aspal modifikasi 0,1% nanozeolit alam yang menghasilkan alur terkecil di antara campuran WMA. Model prediksi nilai modulus resilien campuran (Smix) yang dikembangkan untuk campuran WMA HRS-WC dengan aspal modifikasi nanozeolit alam merupakan fungsi parameter Sbit, VFA dan kadar nanozeolit yang digunakan (NZ). Rasio nilai modulus resilien antara hasil perhitungan model dengan hasil pengujian rata-rata adalah 1,031. Model prediksi deformasi permanen yang dikembangkan untuk campuran WMA HRS-WC dengan aspal modifikasi nanozeolit alam merupakan hasil modifikasi model Al-Khateeb & Basheer (2009) yang merupakan fungsi jumlah lintasan dan G*/sin ?. Rasio kedalaman alur untuk setiap jumlah lintasan antara hasil perhitungan model dengan hasil pengujian rata-rata adalah 1,04.