Article Details

EVALUASI EKSPERIMENTAL DAN PENGEMBANGAN MODEL MEKANISTIK CAMPURAN BERASPAL HANGAT (WARM MIX ASPHALT) MENGGUNAKAN ASBUTON SEMI EKSTRAKSI DAN ZEOLIT ALAM

Oleh   Leo Sentosa [35015002]
Kontributor / Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Bambang Sugeng Subagio, DEA;Dr. Harmein Rahman, S.T., M.T.;
Jenis Koleksi : S3-Disertasi
Penerbit : FTSL - Teknik Sipil
Fakultas : Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan (FTSL)
Subjek :
Kata Kunci : WMA, Asbuton semi ekstraksi, zeolit alam, modulus resilien, dan deformasi permanen,
Sumber :
Staf Input/Edit : Alice Diniarti  
File : 1 file
Tanggal Input : 2021-12-29 10:33:51

Peningkatan beban lalu lintas dan pengaruh iklim dengan suhu cukup tinggi menuntut peningkatan kinerja konstruksi perkerasan untuk mempertahankan dan meningkatkan umur layan serta lebih ramah lingkungan. Salah satu upaya yang dilakukan adalah menggunakan aspal modifikasi. Salah satu bahan modifikasi aspal adalah Asbuton semi-ekstraksi yang merupakan salah satu produk hasil pengolahan Aspal Buton. Sebagaimana umumnya aspal modifikasi, Aspal modifikasi dengan Asbuton semi ekstraksi memerlukan temperatur pencampuran dan pemadatan yang lebih tinggi dari pada aspal minyak. Peningkatan temperatur tersebut mengakibatkan peningkatan energi untuk memanaskan material, peningkatan biaya produksi dan akan menghasilkan emisi yang juga meningkat sehingga terjadi peningkatan efek negatif terhadap lingkungan. Aspal Campuran Hangat (Warm mix asphalt/ WMA) merupakan salah satu teknologi campuran beraspal yang dianggap lebih ramah lingkungan karena dapat diproduksi dengan suhu 30 oC lebih rendah dari pada campuran panas (Hot mix asphalt/ HMA). WMA dapat mengurangi emisi gas, asap, dan bau, baik di AMP maupun di lokasi pekerjaan. Salah satu teknologi WMA adalah menggunakan zeolit. Air dapat terperangkap dalam struktur zeolit sebesar 18-21% dari berat zeolit. Air tersebut akan menguap jika dipanaskan di atas 850C. Pada pembuatan campuran beraspal, uap air yang bersentuhan dengan aspal akan membentuk foam, sehingga viskositas aspal dapat tercapai pada temperatur lebih rendah dari HMA. Selain zeolit sintetik zeolit alam juga dapat digunakan. Sebelum digunakan zeolit alam terlebih dahulu diaktivasi untuk meningkatkan kemampuannya membawa air. Tujuan umum dari penelitian ini adalah mengevaluasi kinerja WMA dengan aspal modifikasi Asbuton semi ekstraksi dan zeolit alam. Sedangkan tujuan khusus dari penelitian adalah menentukan metode aktivasi zeolit alam, melakukan evaluasi modulus resilien dan deformasi permanen WMA berdasarkan hasil pengujian di laboratorium dan membuat model matematik untuk perkiraan nilai modulus kekakuan campuran dan deformasi permanen secara statistik berdasarkan hasil pengujian. Kontribusi yang diharapkan adalah diperolehnya metode aktivasi zeolit alam sehingga dapat digunakan dalam campuran WMA, diperolehnya teknologi campuran beraspal menggunakan Asbuton semi ekstraksi yang lebih ramah lingkungan dengan memanfaatkan zeolit alam asal Indonesia dan diperolehnya model untuk memprediksi modulus resilien dan deformasi permanen. Untuk mencapai tujuan di atas, dilakukan pengujian laboratorium secara bertahap mulai dari pengujian karakteristik bahan penyusun campuran, perancangan campuran beraspal panas konvensional dan campuran beraspal hangat dengan metode Marshall, pengujian modulus resilien dengan metode tarik tak langsung menggunakan beban siklik dan deformasi permanen campuran beraspal menggunakan Hamburg Wheel Tracking. Sebagai campuran kontrol adalah HMA dengan aspal pen 60/70 produksi Pertamina. Asbuton semi ekstraksi yang digunakan adalah Asbuton semi ekstraksi bentuk briket hasil pengolahan PT Olah Bumi Mandiri. Untuk WMA menggunakan zeolit alam dari Bayah, Provinsi Banten sebagai pembanding menggunakan zeolit sintetik Aspha-Min. Metode aktivasi zeolit alam dilakukan dua tahap, tahap pertama dengan NaOH dan tahap kedua aktivasi ulang hasil aktivasi tahap pertama menggunakan Natrium Aluminat. Variasi ukuran zeolit adalah 75 ?m dan 38 ?m. Pengembangan model prediksi modulus resilien dan deformasi permanen menggunakan pendekatan regresi linier berganda berdasarkan data hasil pengujian laboratorium yang dilakukan. Hasil pengujian reologi aspal, modifikasi aspal dengan Asbuton semi-ekstraksi dapat menurunkan kepekaan aspal terhadap perubahan suhu. Hal ini ditunjukkan dari peningkatan nilai indeks penetrasi aspal. Modifikasi aspal dengan Asbuton semi ekstraksi juga meningkatkan modulus kekakuan aspal dan nilai Temperatur kritis aspal. Penggunaan Asbuton semi-ekstraksi 20% dari berat aspal dapat meningkatkan PG aspal dari aspal setara PG 64-22 menjadi aspal setara PG 70-22. Hasil pengujian Marshall pada HMA proporsi penggunaan Asbuton semi-ekstraksi masih memenuhi spesifikasi sampai 20% dari berat aspal. Modifikasi aspal dengan Asbuton semi-ekstraksi meningkatkan modulus resilien dan ketahanan deformasi campuran HMA. Hasil pengujian Marshall menunjukkan WMA dengan kadar zeolit 0,3% dari berat campuran pada suhu pencampuran dan pemadatan 30 oC di bawah HMA masih memenuhi persyaratan spesifikasi dengan kinerja Marshall mendekati HMA. Modulus resilien WMA dengan zeolit alam cenderung lebih tinggi dari pada HMA, WMA menggunakan zeolit alam dengan metode aktivasi satu tahap ukuran 38 ?m memiliki nilai modulus resilien yang lebih tinggi dari pada variasi campuran beraspal lainnya. Ketahanan deformasi permanen yang lebih baik adalah pada WMA dengan zeolit alam aktivasi satu tahap ukuran 75 ?m, setara dengan zeolit sintetik dan HMA. Model prediksi modulus resilien campuran beraspal AC-BC menggunakan Asbuton semi-ekstraksi dan zeolit yang dikembangkan dalam penelitian ini adalah: Log(Smix) =-0,4069T 0,5 + 0,0152Sbit - 0,0193VMA + 0,9668Rzb + 5,8122 Adjusted R2 = 0,954 Rasio nilai modulus resilien antara hasil perhitungan model dengan hasil pengujian rata-rata adalah 1,03. Model prediksi deformasi permanen berupa kedalaman alur terhadap lintasan yang dikembangkan dalam penelitian ini adalah: RD = -aN4 + bN3 - cN2 + dN dengan: Ln (a) = -0,1709((Log(T)-TC)(Ln(Smix)) - 1,4019Ln(Sbit) – 98,3670Ln(?mix) + 12,7733Rzb + 46,2396 Adjusted R2 = 0,86 Ln (b) = -0,1399((Log(T)-TC)(Ln(Smix)) - 1,10888Ln(Sbit) – 73,9033Ln(?mix) + 9,1897Rzb + 36,4268 Adjusted R2 = 0,86 Ln (c) = -0,1065((Log(T)-TC)(Ln(Smix)) – 0,7076Ln(Sbit) - 53,0199Ln(?mix) + 5,79304Rzb + 28,6177 Adjusted R2 = 0,84 Ln (d) = -0,0691((Log(T)-TC)(Ln(Smix)) – 0,3155Ln(Sbit) - 28,7060Ln(?mix) + 2,4666Rzb + 17,1039 Adjusted R2 = 0,78 Rasio kedalaman alur untuk setiap jumlah lintasan antara hasil perhitungan model dengan hasil pengujian rata-rata adalah 0,98.