Detail Cantuman Kembali
Penggunaan Limbah Ban sebagai Material Aditif Lokal untuk Campuran Aspal Buton
- Bagikan:
RESUME
THE USE OF TIRE WASTE AS LOCAL ADDITIVE MATERIAL
IN BUTON ASPHALT MIXTURE
Thesis
To Fulfill the Qualification for Post Graduate Program
Master Degree of Engineering System
Mechanical Engineering Study Program
Mechanical and Industrial Engineering Department
Engineering Faculty
Proposed by :
Hendrian Retmana Putra
07 / 262932 / PTK / 4274
GRADUATE SCHOOL
GADJAH MADA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2011
Resume
LIST OF CONTENTS
Cover ..……...…………………………………………………………...…. i
Approval……………………………………………………………………. ii
List of Contents …………………………….………………………………. iii
CHAPTER I INTRODUCTION………………………………………..….. 1
CHAPTER II LITERATURE REVIEW…………………………………..... 2
CHAPTER III RESEARCH METHOD..……………..……………………. 4
A. Material Testing…………………………………………………….. 4
B. Rubber Powder and Latasir Mixture Production................................. 4
C. Testing with Marshall Method………………………………………. 4
D. Indirect Tensile Strength Testing……………………………………. 4
CHAPTER IV RESEARCH RESULTS AND DISCUSSION………………. 6
A. Determining Optimum Asphalt Rate………………………………… 6
B. Marshall Testing of Latasir Mixture with Rubber Powder Addition… 7
C. Indirect Tensile Strength Testing………………………………… …. 9
CHAPTER V CONCLUSIONS AND SUGGESTIONS................................. 11
A. Conclusions.......................................................................................... 11
B. Suggestions........................................................................................... 11
iii
CHAPTER I
INTRODUCTION
Roads enable all people to get access to education, health service, and job,
because road is the basic and primary infrastructure to trigger national and
regional economy.
Indonesia nation's asphalt requirements for road work is about 1,3 million
tons a year. From that figure, only one third of them can be supplied by local
vendors, and the rest must be imported. One of the promising alternatives for
imported asphalt is using Buton asphalt (asbuton) from Buton Island, Southeast
Sulawesi.
Asphalt modifier can enhance some characteristics of asphalt mixture, for
example to fix the weakness against temperature, inter aggregate bond, and
durability in long term. Rubber is one of the material used for asphalt modifier.
The increasing number of tyre waste makes a serious environmental
problem. One method to handle it is to recycle tyre waste by cutting them into
smaller pieces or turn them to powder, and use it in other sector, such as asphalt
modifier for road making.
The purposes of this research are: to get original characteristic of Buton
asphalt, assemble machine to produce rubber powder from tyre waste, and to get
characteristic from Buton asphalt and rubber powder mixture. The benefit that we
get is: the utilization of a rich natural resource in form of natural asphalt from
Buton island to substitute oil based asphalt which most of them are imported, to
utilize rubber material of tyre waste into something valuable and also reduce
environmental impact of the increasing number of such waste.
1
CHAPTER II
LITERATURE REVIEW
Latasir mixture, or thin layer of asphalt and sand is hardening closing layer
which consists of fine aggregate or sand and hard asphalt mixture. In this
research, we use Buton asphalt BRAM (Buton asphalt grain from lawele)
produced by PT BAI (Buton Asphalt Indonesia), which totally used as additive in
oil based asphalt.
A couple of research about Buton asphalt usage in asphalt mixture are:
1. Iriansyah, AS (2009) did a research about Full Scale Test of Warm
Mixture of Buton Asphalt for Pangkalan Lima-Kumai Road in Central
Borneo. The difference between Buton asphalt warm mixture and hot
mixture is the temperature, which in hot mixture is 160 oC , whereas
in warm mixture is only 120 oC.
2. Madi Hermadi, M. Sjahdanulirwan (2008) did a research about
proposal for Hot Mixture Specification of Lawele Buton Asphalt for
Road Hardening. Based on the laboratory result, it is known that
Lawele Buton Asphalt's Hot Mixture had the same characteristic as Oil
Based Asphalt's Hot Mixture Pen 60/70, except the mixture's Marshall
stability and dynamic stability, which are higher.
A couple of research about the usage of rubber powder as additive material
in asphalt mixture are:
1. Jong R. Kim (2006) did a research about mixture design to modify
rubber crumb in asphalt mixture with Marshall method and laboratory
test to evaluate the characteristics in low temperature and temperature
sensitivity of rubber-asphalt mixture. Addition of rubber crumb is not
significantly affect the mixture's temperature sensitivity. But there is
modulus reduction of the mixture, the reduction happens when the
crumb percentage gets higher. Potential to thermal fracture declines as
the addition of rubber crumb. The conclusion is rubber crumb addition
2
to asphalt mixture reduces stress, which shows its ability to reduce
stress.
2. Emin Gubilmez dan Alhaj (2001) did a research on rubber and
bitumen modification in hot asphalt mixture. In this research, to test
the effects of rubber crumb addition into asphalt mixture. Marshall test
shows:
a. Asphalt-rubber mixture is lower in stability, higher in flow, and
lower in density.
b. Asphalt-rubber usage shows increase in sensitivity of higher
loading deformation at higher temperature compare to regular
asphalt.
c. Usage of asphalt with 120 – 150 penetration for asphalt-rubber
mixture is not match to rubber content addition because of the
higher flow.
3. Nurkhayati Darunifah (2007) did a research about The Influence of
Solid Rubber Additive Material to Mixture Characteristics Hot Rolled
Sheet Wearing Course. The result shows that KAO (Optimum Asphalt
Content) used (7,1%) significantly influences the values of Density,
VMA, VIM, Flow, Stability, MQ, and IRS. HRS - WC mixture with
some modification of rubber percentage to asphalt can increase and
maintain its density, bond between aggregate and asphalt is getting
stronger, so that it can hold a higher road traffic without bleeding,
increased durability, increased asphalt elasticity, and more flexible.
Rubber addition to asphalt not necessarily produces worse quality of
the asphalt mixture.
3
CHAPTER III
RESEARCH METHOD
A. Material Testing
The tests done in this research are:
1. Aggregate Testing
In this research, aggregate is checked using Bina Marga method.
2. Buton Asphalt Grain BRAM Testing
The tests done to the Buton Asphalt Butir BRAM consists of:
bitumen level, water content, original filter and mineral analysis,
bitumen penetration, bitumen softening point, and bitumen ductility.
3. Rubber Powder Testing
This test is done to find out the melting point and flashing point of
the rubber powder.
B. Rubber Powder and Latasir Mixture Production
1. Rubber powder production
The size of the rubber powder produced of the machine is 50 mesh.
2. Latasir mixture preparation
Buton Asphalt BRAM weights are measured first, and then they
are heated up to 155 oC. The fine aggregate that have been roasted in
the oven up to 20 oC above the mixing temperature, are poured into
the heated asphalt. In this research there are two types of latasir
mixtures, the one that uses the used tires rubber powder and the one
that does not.
3. Testing material solidification
C. Testing with Marshall Method
D. Indirect Tensile Strength Testing
4
Start
Research Material and Subject Selection
Literature Study
Manufacturing Rubber Powder Producer Machine
Producing Rubber Powder from Tyre Waste
Designing Aggregate Gradation
Calculating Optimum Asphalt Rate
Producing Testing Material of Latasir Mixture
Determining Optimum Asphalt Rate for Additive and Latasir Mixture
Producing Testing Material of Latasir Mixture for Marshall and
Indirect Tensile Strength Tests
Marshall and Indirect Tensile Strength Tests of Latasir Mixture
Data Analysis and Discussion
Result and Conclusion
Finish
Figure 3.1 Research Method Flowchart
5
CHAPTER IV
RESEARCH RESULTS AND DISCUSSION
A. Determining Optimum Asphalt Rate
From the laboratory test results above, we get the calculation of average
Marshall characteristics of every planned asphalt rate.
Table 4.1 Average Marshall Characteristics Calculation
Table 4.2 Optimum Asphalt Rate Calculation Result
8
From calculation results on Table 5.7. above, we know that the 7%,
7,5%, 8%, 8,5% asphalt rates provide the same result. We determine koptimum
asphalt rate by taking the highest stability result. In thias research, Optimum
Asphalt Rate in latasir mixture is 8%.
6
B. Marshall testing of latasir mixture with rubber powder addition
1. Marshall Tests Result Comparison
Table 4.3 Comparison Results of Marshall Test Calculation for Mixing
Temperature of 120 oC
Table 4.4 Comparison Results of Marshall Test Calculation for Mixing
Temperature of 150 oC
7
The result that we get from the Marshall test in this research, test
material is crushed down at warm mixing (120°C). That's why the mixing
temperature of aggregates, asphalt, and rubber powder is raised to 150°C. Mixing
temperature is very important here because as it raises, asphalt's viscosity will
reduce and will be able to fill the gaps in the aggregate.
In one research (Morrison G.R , Hesp S.A.M, 1995), rubber powder size
in the asphalt mixture is also influential to its fracture resistance. In the same
research (Morrison G.R , Hesp S.A.M, 1995), material used is asphalt with 85-
100 and 150-200 penetration, and rubber powder with 10 - 80 mesh size. Fracture
resistance of asphalt mixture and rubber powder with 10 - 20 mesh size are not
significantly influential, but the smaller rubber powder size (30 - 80 mesh), the
more significant the fracture resistance of asphalt mixture increased. This
becomes a consideration to use rubber powder size of 50 mesh in this thesis,
because when rubber powder size is ranged between 30 - 80 mesh, there is a
significant increase.
The research result of using rubber powder as additive material in Buton
asphalt mixture is not as we expected, there are some factors that could possibly
influence the result, such as the grain size of rubber powder produced is 50 mesh,
that makes it an interceptor in the mixture. The rubber powder size of 50 mesh
cannot fill the gaps in the aggregate, because it was too big. This makes the inter-
aggregate bond not strong enough. There are several alternate ways to overcome
this, first is to refine or reduce the rubber powder size, in order to make it able to
fill in the gaps between the aggregate. Second is increasing the aggregate
gradation so that the current rubber powder size can fill the gaps and make
stronger bond in the aggregate.
Aside from the factor described above, there is another reason why the
result is not as we expected, that is: in the test of rubber powder's melting point ,
the powder cannot melt but instantly dried up at 186 oC, so the transformation
from solid state to liquid state did not happen. The temperature 186 oC therefore
cannot be applied as mixing temperature between Buton asphalt and aggregate
8
because it will evaporate the oil content in the asphalt, that will affect the asphalt-
latasir mixing resultant. The mixing temperature used in this research is 150 oC,
in this temperature the rubber powder mixed in the latasir did not transform into
liquid state as expected. The failure of this transformation affects the data
acquired from this research. Alternatively, in order to make this research get
closer to the expected result, we can use additive material that have thermoplastic
characteristic. Thermoplastic means a characteristic of material that will become
softer if heated and harden if cooled and the process can be done repeatedly.
Another alternative is changing the mixing method of rubber powder to the Buton
asphalt mixture, that is the powder is spread first into the aggregate mixture until
the high mixing temperature is reached, and then the Buton asphalt is poured into
the preheated aggregate mixture.
C. Indirect Tensile Strength Testing
Table 4.5 Indirect Tensile Strength Calculation Results
From the indirect tensile strength test result, it seems that the latasir
mixture added with rubber powder additive has a lower indirect tensile strength
9
value than the one without additive. That means the latasir mixture with rubber
tends to be able to resist crack or fatigue. This can be attributed to several
possibilities in the indirect tensile strength test, such as:
1. The equipment used in the indirect tensile strength test in this research is not
the standard for indirect tensile strength test.
2. Sample or Marshall test materual used in this research has an average diameter
(D) of 10,1 cm and average thickness (T) of 7,0 cm. The requirements state
that material thickness (T) or Marshall test sample is ( 0,25 D ) cm or + 2,5
cm (Widajat, 2006), so it is possible that the Marshall test sample used in this
research does not meet requirements.
3. The Buton asphalt grain used in the mixing are not homogenous. The rubber
powder cannot be spreaded into Buton asphalt's bitumen asbuton evenly,
considering that asphalt's bitumen is granules not liquid.
10
CHAPTER V
CONCLUSIONS AND SUGGESTIONS
A. CONCLUSIONS
1. The mixing temperature of latasir mixture in this research, that uses Buton
asphalt is not suitable for warm mixing temperature (120° C). The hot mixing
temperature (150° C) produces a better latasir mixture quality.
2. The using of rubber powder as additive material in Buton asphalt mixture does
not produce a satisfactory result according to the proposed theory. There are a
few factors that can affect it. One of them is the size of rubber powder
produced (50 mesh), that makes it an interceptor in the mixture. The powder
size makes it unable to fill the gaps in the aggregate, because it was too big to
fit.
3. Another factor that affects the result is the rubber powder cannot reach the
melting point in the test, but it instantly dries up at 120° C.
B. SUGGESTIONS
1. Shrinking the rubber powder size, it is suggested that the smaller or finer size
of the rubber powder can fill the gaps among the aggregates.
2. Increasing the existing aggregate gradation, so that it can form a stronger inter
aggregate bond.
3. Changing the mixing method of rubber powder into buton asphalt by spread
the powder first to the aggregates mixture until high mixing temperature
reached. Buton asphalt is later poured into the preheated aggregates mixture.
4. Using thermoplastic additive materials in the next research.
11
REFERENCE
AASHTO, 1990, Standard Specifications For Transportation Materials And
Methods of Sampling and Testing, Part I, “Specifications”, Fifteenth
Edition, Washington, D.C.
AASHTO, 1990, Standard Specifications For Transportation Materials And
Methods of Sampling and Testing, Part II, “Tests”, Fifteenth Edition,
Washington, D.C.
Akisetty C., Xiao F., Gandhi T., Amirkhanian, 2011, Estimating Correlations
Between Rheological and Engineering Properties of Rubberized Asphalt
Concrete Mixture Containing Warm Mix Asphalt Additive, Construction
and Building Materials 25, 950-956.
Arabani M, Mirabdolazimi S.M, Sasani A.R, 2010, The Effect of Waste Tire
Thread Mesh on The Dynamic Behaviour of Asphalt Mixtures,
Construction and Building Materials 24, 1060-1068.
ASTM International Standard, 2008, Standard Test Method for Marshall Stability
and Flow of Bituminous Mixtures, D 6927-06, West Conshohocken, USA.
Atkins, H.N, 1997, Highway Materials, Soils, and Concretes, Third Edition,
Prentice Hall, New Jersey.
Darunifah N., 2007, Pengaruh Bahan Tambahan Karet Padat Terhadap
Karakteristik Campuran Hot Rolled Sheet Wearing Course, Universitas
Diponegoro, Semarang.
Departemen Pekerjaan Umum, 1999, Perencanaan Campuran Beraspal Dengan
Pendekatan Kepadatan Mutlak, Keputusan Direktur Jenderal Bina Marga,
No. 025/T/BM/1999, PT. Mediatama Saptakarya (PT. Medisa), Jakarta.
Departemen Pekerjaan Umum, 2006, Pemanfaatan Asbuton, Direktorat Jenderal
Bina Marga, N0: 001-01/BM/2006, Jakarta.
Departemen Pekerjaan Umum, 2006, Spesifikasi Umum Bidang Jalan dan
Jembatan, Final Draft 2005, Divisi 6: Perkerasan Aspal, Puslitbang Jalan
dan Jembatan Departemen Pekerjaan Umum, Bandung.
12
13
Departemen Pekerjaan Umum, 2008, Daftar SNI Pekerasan Jalan, Pulitbang Jalan
dan Jembatan Departemen Pekerjaan Umum, Bandung.
Gawel I, Stepkowski R, Czechowski F, 2006, Molecular Interactions between
Rubber and Asphalt, Industrial and Engineering Chemistry Research, 45
(9), 3044-3049. DOI: 10.1021/ie050905r.
Gucbilmez E. Prof., Alhaj K.M.A, 2001, Rubber Modified Bitumen For Hot Mix
Asphalt Concrete, National Engineering Conference On Roads.
Hendrasin, S.L., 2000, Perencanaan Teknik Jalan Raya, Politeknik Negeri
Bandung – Teknik Sipil, Bandung.
Hermadi M, Sjahdanulirwan M, 2008, Usulan Spesifikasi Campuran Beraspal
Panas Asbuton Lawele Untuk Perkerasan Jalan, Puslitbang Jalan Dan
Jembatan, Bandung.
Iriansyah A.S, 2009, Uji Coba Skala Penuh Asbuton Campuran Hangat, Jalan
Pangkalan Lima – Kumai di Kalimantan Tengah, Kolokium Hasil
Pengembangan Jalan Dan Jembatan.
Jae Lee S, Amirkhanian S.N, Shatanawi K, 2006, Effect of Crumb Rubber on the
Aging of Asphalt Binders, Asphalt Rubber – Department of Civil
Engineering, Clemson University, USA.
Kim H.S., Lee S.J., Amirkhanian S., 2010, Rheology Investigation of Crumb
Rubber Modified Asphalt Binders, KSCE Journal of Civil Engineering,
14(6),839-843.
Lan W, Chunqing C, Yongming X, 2011, Creep Characteristics of Crumb Rubber
Modified Asphalt Binder, Journal of Wuhan University of Technology-
Mater Vol.26 No.1.
Morrison G.R , Hesp S.A.M, 1995, A New Look at Rubber-Modified Asphalt
Binders, Journal Of Materials Science 30,2584 – 2590.
Pasquini E., Canestrari F., Cardone F., Santagata F.A., 2011, Performance
Evaluation of gap graded Asphalt Rubber Mixture, Construction and
Building Materials 25,2014-2022.
Sukirman. S., 2003, Perkerasan Lentur Jalan Raya, Penerbit Nova, Bandung.
Sukirman, S., 2007, Campuran Aspal Panas, Penerbit Nova, Bandung
14
The Asphalt Institute, 1983, Asphalt Technology and Construction Practice,
Educational No.1 (ES – 1), Second Edition.
The Asphalt Institute, 1983, Principles of Construction of Hot-mix Asphalt
Pavement, Manual Series No.22, Asphalt Institute, College Park,
Maryland, USA.
The Asphalt Institute, 1993, Mix Design Methods for Asphalt Concrete and other
Hot Mix Types, Manual Series No.2 (MS – 2), Sixth Edition, Asphalt
Institute, Lexington, Kentucky, USA .
Totomihardjo, S., 2000, Bahan dan Struktur Jalan Raya, Biro Penerbit Teknik
Sipil Fakultas Teknik UGM, Yogyakarta.
Xiang L., Cheng J., Que G., 2009, Microstructure and Performace of Crumb
Rubber Modified Asphalt, Construction and Building Materials 23,3586-
3590.
Xiao F, Amirkhanian S.N, Shen J, Putman B, 2009, Influences of Crumb Rubber
Size and Type on Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) Mixtures,
Construction and Building Materials 23,1028-1034.
RINGKASAN TESIS
PENGGUNAAN LIMBAH BAN SEBAGAI MATERIAL ADITIF
LOKAL UNTUK CAMPURAN ASPAL BUTON
Tesis
Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat S-2
Minat Studi Magister Sistem Teknik
Program Studi S-2 Teknik Mesin
Jurusan Teknik Mesin dan Industri
Fakultas Teknik
Diajukan oleh :
Hendrian Retmana Putra
07 / 262932 / PTK / 4274
PROGRAM PASCA SARJANA
UNIVERSITAS GADJAH MADA
YOGYAKARTA
2011
Ringkasan Tesis
DAFTAR ISI
Halaman Judul …………………………………………………………….… i
Halaman Pengesahan ………………………………………………………... ii
Daftar Isi ……..………………………………………………………….…. iii
BAB I PENDAHULUAN….………………………………………….…….. 1
BAB II TINJAUAN PUSTAKA......…………………………………..…….. 2
BAB III METODE PENELITIAN…...……………………………..……….. 4
A. Pengujian Bahan……………………………………………………... 4
B. Pembuatan Serbuk Karet dan Campuran Latasir................................... 4
C. Pengujian dengan Metode Marshall …………………………………. 4
D. Pengujian Kuat Tarik Tak Langsung
(Indirect Tensile Strength)……………………………………………. 4
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN…………………….. 6
A. Penentuan Kadar Aspal Optimum (KAO)……………………………. 6
B. Pengujian Marshall Campuran Latasir dengan Penambahan
Serbuk Karet…………………………………………………………. 7
C. Pengujian Kuat Tarik Tak Langsung
(Indirect Tensile Strength)…………………………………………… 10
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN…………………………………...… 12
A. Kesimpulan.......................................................................................... 12
B. Saran.................................................................................................... 12
ii
BAB I
PENDAHULUAN
Jalan memungkinkan seluruh masyarakat mendapatkan akses pelayanan
pendidikan, kesehatan dan pekerjaan, karena jalan merupakan infrastruktur dasar
dan utama dalam menggerakkan roda perekonomian nasional dan daerah.
Kebutuhan aspal nasional Indonesia untuk pekerjaan peraspalan adalah
sekitar 1,3 juta ton pertahun. Dari kebutuhan ini, baru sekitar sepertiganya saja
yang dapat dipenuhi pemasok dalam negeri sedangkan sisanya dipenuhi melalui
import. Salah satu alternatif yang menjanjikan adalah penggunaan asbuton yang
terdapat di Pulau Buton, Sulawesi Tenggara.
Bahan tambah aspal (asphalt modifier) dapat memperbaiki sifat-sifat dari
campuran aspal, contohnya adalah untuk memperbaiki kelemahan pada
temperature, ikatan antar agregat dan keawetan dalam jangka panjang. Karet
adalah salah satu jenis dari bahan tambah aspal (asphalt modifier).
Dengan semakin banyaknya limbah ban kendaraan tersebut menjadikan
suatu masalah yang serius yang berdampak terhadap lingkungan. Salah satu cara
adalah mendaur ulang limbah ban dengan memotong menjadi material yang
berukuran kecil-kecil atau dibuat berbentuk serbuk dan menggunakan material
tersebut pada bidang industri yang lain, sebagai bahan tambah aspal (asphalt
modifier) untuk pembuatan jalan raya.
Beberapa tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut: untuk
mendapatkan karakteristik asli dari aspal buton, membuat mesin penghasil serbuk
karet dengan bahan baku ban bekas dan untuk mendapatkan karakteristik dari
campuran aspal buton dengan serbuk karet ban bekas. Sedangkan manfaat yang
diperoleh adalah: pemanfaatan sumber daya alam yang sangat berlimpah berupa
aspal alam dari pulau Buton sebagai pengganti aspal minyak yang selama ini
sebagian besar aspal minyak masih diimport, memanfaatkan limbah karet ban
bekas kendaraan menjadi lebih bermanfaat sekaligus mengurangi limbah ban
bekas kendaraan yang semakin lama semakin bertambah.
1
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Campuran latasir atau lapis tipis aspal pasir yang merupakan lapis penutup
perkerasan yang terdiri atas agregat halus atau pasir dan aspal keras yang
dicampur. Pada penelitian ini digunakan aspal Buton BRAM (aspal Buton butir
dari lawele) produksi PT. BAI (Buton Asphalt Indonesia), yang digunakan secara
total tidak sebagai bahan tambah dalam aspal minyak.
Beberapa penelitian mengenai penggunaan Asbuton pada campuran aspal
antara lain:
1. Iriansyah, AS (2009) melakukan Penelitian tentang Uji coba Skala
Penuh Asbuton Campuran Hangat Jalan Pangkalan Lima-Kumai di
Kalimantan Tengah. Perbedaan campuran panas asbuton dan campuran
hangat adalah temperatur campuran pada campuran panas adalah 160
o C sedangkan temperatur campuran pada campuran hangat hanya 120
o C.
2. Madi Hermadi, M. Sjahdanulirwan (2008) meneliti tentang usulan
Spesifikasi Campuran Beraspal Panas Asbuton Lawele Untuk
Perkerasan Jalan. Berdasarkan hasil kajian di laboratorium diketahui
bahwa Campuran Beraspal Panas Asbuton Lawele memiliki
karakteristik yang relatif sama dengan Campuran Beraspal Panas
Aspal Minyak Pen 60/70, kecuali stabilitas Marshall dan stabilitas
dinamis campuran yang nilainya lebih tinggi.
Beberapa penelitian tentang penggunaan karet sebagai bahan tambahan
pada campuran aspal antara lain:
1. Jong R. Kim (2006) meneliti desain campuran untuk modifikasi
remah-remah karet dalam campuran aspal dengan metode marshall dan
uji laboratorium untuk mengevaluasi sifat-sifat pada temperatur rendah
dan kerentanan temperatur pada campuran aspal karet. Penambahan
remah-remah karet tidak berpengaruh signifikan terhadap kerentanan
temperatur campuran. Tetapi terjadi penurunan modulus pada
2
campuran, penurunan modulus terjadi pada saat persentase remah-
remah karet semakin tinggi. Potensial terhadap keretakan termal
menurun sesuai dengan penambahan remah-remah karet.
Kesimpulannya bahwa remah-remah karet pada campuran aspal
mengurangi tegangan yang terjadi dengan kemampuannya mengurangi
tegangan.
2. Emin Gubilmez dan Alhaj (2001) meneliti modifikasi karet dan
bitumen pada campuran aspal panas. Pada penelitian ini untuk menguji
efek-efek dari penambahan remah-remah karet ban ke campuran aspal.
Dari hasil uji Marshall menunjukkan:
a. Campuran aspal karet lebih rendah stabilitasnya, lebih tinggi
alirannya (flow), dan lebih rendah densitasnya.
b. Penggunaan aspal karet menghasilkan peningkatan pada
kerentanan dalam deformasi pembebanan yang tinggi saat
temperature panas dibandingkan aspal biasa.
c. Penggunaan aspal dengan penetrasi 120 – 150 untuk campuran
aspal karet tidak cocok dengan penambahan kandungan karet
karena memiliki aliran (flow) yang tinggi.
3. Nurkhayati Darunifah (2007) meneliti Pengaruh Bahan Tambahan
Karet Padat Terhadap Karakteristik Campuran Hot Rolled Sheet
Wearing Course. Hasil penelitian menunjukkan bahwa KAO yang
dipakai (7,1%) sangat mempengaruhi hasil dari nilai Density, VMA,
VIM, Flow, Stabilitas, MQ dan IRS. Campuran HRS - WC dengan
berbagai modifikasi prosentase karet pada aspal mampu meningkatkan
serta mempertahankan kerapatannya, ikatan antar agregat dengan aspal
sebagai bahan pengikat semakin kuat sehingga dapat menahan beban
lalu lintas yang berat tanpa terjadi bleeding, keawetannya meningkat,
elastisitas aspal meningkat dan semakin fleksibel. Penambahan karet
pada aspal belum tentu menghasilkan kualitas campuran aspal yang
jelek.
3
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Pengujian Bahan
Pengujian-pengujian yang dilakukan pada penelitian ini adalah:
1. Pengujian Agregat
Pada penelitian ini pemeriksaan agregat menggunakan metode Bina
Marga.
2. Pengujian Asbuton Butir BRAM
Pengujian yang dilakukan terhadap Asbuton butir BRAM meliputi:
kadar bitumen, kadar air, analisa saringan asli dan mineral, penetrasi
bitumen, titik lembek bitumen, daktilitas bitumen.
3. Pengujian Serbuk Karet
Pengujian serbuk karet ini dilakukan untuk mengetahui titik leleh
dan titik nyala dari serbuk karet.
B. Pembuatan Serbuk Karet dan Campuran Latasir
1. Pembuatan serbuk karet
Serbuk karet yang dihasilkan dari mesin tersebut berukuran 50 mesh.
2. Persiapan campuran latasir
Asbuton butir BRAM terlebih dahulu ditimbang beratnya kemudian
asbuton dipanaskan sampai pada suhu 155 oC. Kemudian agregat halus
yang sebelumnya telah dipanasi di oven sampai 20 oC diatas suhu
pencampuran, dimasukkan ke dalam asbuton yang sudah dipanaskan
tersebut. Di dalam penelitian ini terdapat 2 (dua) jenis campuran latasir,
campuran latasir dengan menggunakan serbuk karet ban bekas kendaraan
dan tanpa menggunakan serbuk karet ban bekas kendaraan.
3. Pemadatan benda uji
C. Pengujian dengan Metode Marshall
D. Pengujian Kuat Tarik Tak Langsung (Indirect Tensile Strength)
4
Mulai
Penentuan Bahan dan Topik Penelitian
Studi Literatur (Pustaka)
Membuat Mesin Penghasil Serbuk Karet
Pembuatan serbuk karet dari ban bekas kendaraan
Desain gradasi agregat
Menghitung Kadar Aspal Optimum (KAO)
Pembuatan benda uji campuran latasir
Penetapan Kadar Aspal Optimum (KAO) untuk campuran latasir dengan aditif
Pembuatan benda uji campuran latasir untuk pengujian
Marshall and Indirect Tensile Strength
Pengujian Marshall dan Indirect Tensile Strength (kuat tarik tak
langsung) campuran latasir
Analisis data dan Pembahasan
Hasil dan Kesimpulan
Selesai
Gambar 3.1. Bagan Alir Metode Penelitian
5
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Penentuan Kadar Aspal Optimum (KAO)
Dari hasil pengujian laboratorium di atas, didapatkan perhitungan rata-rata
Karakteristik Marshall dari tiap kadar aspal yang direncanakan.
Table 4.1 Perhitungan Rerata Karakteristik Marshall
Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Kadar Aspal Optimum (KAO)
8
Dari hasil perhitungan pada Tabel 4.2 di atas, terlihat bahwa antara
kadar aspal 7%, 7,5%, 8%, 8,5% semuanya memiliki hasil yang sama. Untuk
menentukan kadar aspal optimumnya adalah dengan melihat hasil pengujian
stabilitas yang tertinggi. Untuk itu dalam penelitian ini Kadar Aspal Optimum
(KAO) pada campuran latasir adalah 8%.
6
B. Pengujian Marshall campuran latasir dengan penambahan serbuk karet
1. Perbandingan Hasil Pengujian Marshall
Tabel 4.3 Hasil Perbandingan Perhitungan Pengujian Marshall Pada Suhu
Pencampuran 120 oC
Tabel 4.4 Hasil Perbandingan Perhitungan Pengujian Marshall Pada Suhu
Pencampuran 150 oC
7
Hasil yang diperoleh dari pengujian Marshall pada penelitian ini pada
saat pencampuran hangat (120 C), benda uji mengalami kehancuran pada saat
direndam selama 24 jam, untuk itu suhu pencampuran agregat dengan aspal dan
serbuk karet dinaikkan temperaturnya mejadi 150 C. Temperatur pencampuran
disini berperan sangat penting, karena pada saat suhu pencampuran dinaikkan
mengakibatkan viskositas dari aspal akan menurun sehingga cairan aspal dapat
mengisi dengan baik di sela-sela rongga antar aggregatnya.
Pada penelitian (Morrison G.R , Hesp S.A.M, 1995), ukuran serbuk
karet dalam campuran aspal juga sangat berpengaruh terhadap ketahanan
patahnya. Dalam penelitian (Morrison G.R , Hesp S.A.M, 1995), material yang
digunakan adalah aspal dengan penetrasi 85-100 dan 150-200, sedangkan serbuk
karet yang digunakan berukuran 10 - 80 mesh. Ketahanan patah pada campuran
aspal dengan ukuran serbuk karet 10 - 20 mesh tidak berpengaruh secara
signifikan, tetapi dengan semakin kecilnya ukuran serbuk karet (30 - 80 mesh)
ketahanan patah dari campuran aspal terjadi kenaikan secara signifikan. Hal inilah
yang menjadi pertimbangan dalam penelitian tesis ini menggunakan ukuran
serbuk karet 50 mesh, karena pada ukuran serbuk karet 30 - 80 mesh terjadi
kenaikkan secara signifikan.
Hasil penelitian penggunaan serbuk karet sebagai material aditif dalam
campuran aspal buton ini memang tidak sesuai dengan teori yang diharapkan, ada
beberapa hal yang kemungkinan menjadi faktor penyebabnya yaitu pengaruh
ukuran butiran dari serbuk karet yang dihasilkan adalah 50 mesh, hal ini
menjadikan serbuk karet tersebut sebagai interceptor dalam campuran. Dengan
ukuran serbuk karet tersebut ternyata tidak dapat masuk di antara rongga agregat,
karena butiran serbuk karet tersebut terlalu besar untuk digunakan sebagai pengisi,
hal ini berdampak terhadap ikatan antar agregat yang terjadi sehingga tidak dapat
terbentuk ikatan antar agregat yang kuat. Ada beberapa alternatif cara agar hal
tersebut bisa teratasi, yang pertama adalah memperkecil atau memperhalus ukuran
dari serbuk karet yang dihasilkan, sehingga diharapkan dengan ukuran serbuk
karet yang lebih kecil atau lebih halus, serbuk karet tersebut dapat masuk diantara
rongga antar agregat. Yang kedua adalah memperbesar gradasi agregat yang ada
8
sehingga diharapkan dengan ukuran serbuk karet yang telah ada dapat membentuk
ikatan antar agregat dengan kuat
Selain penyebab diatas ada juga faktor penyebab yang lain sehingga
membuat hasil penelitian tidak sesuai yang diharapkan, yaitu hasil dari pengujian
terhadap titik leleh (Melting point) dari serbuk karet yang tidak bisa meleleh tetapi
langsung mengering pada suhu 186 oC, sehingga perubahan wujud dari serbuk
karet menjadi cair sesuai yang diharapkan tidak dapat terjadi. Dengan suhu 186 oC
itupun tidak bisa diaplikasikan sebagai suhu pencampuran antara aspal buton
dengan agregat karena dengan suhu tersebut dapat menguapkan kadar minyak
yang terkandung di dalam aspal, hal ini tentu akan berdampak terhadap campuran
aspal latasir yang dihasilkan. Suhu pencampuran yang digunakan dalam penelitian
ini adalah 150 oC, dengan suhu tersebut serbuk karet yang dicampurkan dalam
campuran latasir tidak mengalami perubahan wujud menjadi cair sesuai yang
diharapkan. Akibat dari tidak terjadinya perubahan wujud dari serbuk karet
tersebut dalam pencampuran, sangat mempengaruhi data - data hasil dari
penelitian ini. Sebagai alternatif supaya hasil dari penelitian ini mendekati yang
diharapkan, ada beberapa alternatif yang dapat dilakukan pada penelitian
selanjutnya seperti penggunaan material aditif dari bahan yang bersifat
termoplastik. Termoplastik merupakan sifat bahan atau material yang menjadi
lunak jika dipanaskan dan akan mengeras jika didinginkan dan proses ini bisa
dilakukan berulang kali. Alternatif berikutnya adalah cara pencampuran serbuk
karet ke dalam campuran aspal buton yang dirubah, yaitu serbuk karet ditaburkan
terlebih dahulu ke dalam campuran agregat sampai suhu pencampuran yang tinggi
tercapai, kemudian aspal buton dicampurkan ke dalam campuran agregat yg telah
dipanaskan tersebut.
9
C. Pengujian Kuat Tarik Tak Langsung (Indirect Tensile Strength)
Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Indirect Tensile Strength
Dari hasil pengujian kuat tarik tak langsung dapat terlihat bahwa
campuran latasir yang ditambahkan dengan aditif serbuk karet memiliki nilai kuat
tarik langsung yang lebih rendah dibandingkan pada campuran latasir tanpa
penambahan aditif serbuk karet. Dengan hasil ini, maka campuran latasir yang
ditambahkan karet cenderung tidak tahan terhadap retakan atau fatique. Hal ini
dapat disebabkan karena beberapa kemungkinan dalam pelaksanaan pengujian
kuat tarik tak langsung adalah sebagai berikut:
1. Alat yang digunakan untuk pengujian kuat tarik tak langsung (indirect tensile
strength) pada penelitian ini adalah bukan alat standar pengujian kuat tarik tak
langsung (indirect tensile strength).
2. Sampel atau benda uji Marshall yang digunakan dalam pengujian ini
mempunyai diameter rata-rata (D) yaitu 10,1 cm dan ketebalan rata-rata (T)
yaitu 7,0 cm. Dalam persyaratan ditetapkan bahwa ketebalan (T) benda atau
sampel uji Marshall adalah ( 0,25 D ) cm atau + 2,5 cm (Widajat, 2006),
sehingga mungkin sampel uji Marshall yang digunakan dalam pengujian ini
kurang memenuhi persyaratan.
10
3. Ketidakhomogennya asbuton butir yang digunakan dalam pencampuran,
karena tidak mau bercampurnya serbuk karet ke bitumen asbuton secara
merata, mengingat bitumen aspal berbentuk butiran tidak berbentuk cair.
11
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN
1. Suhu pencampuran campuran latasir dalam penelitian ini dengan
menggunakan asbuton butir tidak cocok menggunakan suhu pencampuran
hangat (120 oC), akan tetapi pencampuran asbuton pada pencampuran
panas (150 oC) menghasilkan kualitas campuran latasir yang lebih baik.
2. Hasil penelitian penggunaan serbuk karet sebagai material aditif dalam
campuran aspal buton ini memang tidak sesuai dengan teori yang
diharapkan, ada beberapa hal yang kemungkinan menjadi faktor
penyebabnya yaitu pengaruh ukuran butiran dari serbuk karet yang
dihasilkan adalah 50 mesh, hal ini menjadikan serbuk karet tersebut
sebagai interceptor dalam campuran. Dengan ukuran serbuk karet tersebut
ternyata tidak dapat masuk di antara rongga agregat, karena butiran serbuk
karet tersebut terlalu besar untuk digunakan sebagai pengisi.
3. Yang menjadi faktor penyebab juga sehingga hasil penelitian tidak sesuai
yang diharapkan yaitu hasil dari pengujian terhadap titik leleh (Melting
point) dari serbuk karet yang tidak bisa meleleh tetapi langsung mengering
pada suhu 186 oC.
B. SARAN
1. Memperkecil ukuran dari serbuk karet yang dihasilkan, sehingga
diharapkan dengan ukuran serbuk karet yang lebih kecil atau lebih halus
tersebut dapat masuk diantara rongga antar agregat.
2. Memperbesar gradasi agregat yang ada sehingga diharapkan dengan
ukuran serbuk karet yang telah ada dapat membentuk ikatan antar agregat
dengan kuat.
3. Cara pencampuran serbuk karet ke dalam campuran aspal buton dilakukan
perubahan, yaitu serbuk karet ditaburkan terlebih dahulu ke dalam
campuran agregat sampai suhu pencampuran yang tinggi tercapai,
12
kemudian aspal buton dicampurkan ke dalam campuran agregat yg telah
dipanaskan tersebut.
4. Menggunaan material aditif dari bahan yang bersifat termoplastik pada
penelitian selanjutnya.
13
DAFTAR PUSTAKA
AASHTO, 1990, Standard Specifications For Transportation Materials And
Methods of Sampling and Testing, Part I, “Specifications”, Fifteenth
Edition, Washington, D.C.
AASHTO, 1990, Standard Specifications For Transportation Materials And
Methods of Sampling and Testing, Part II, “Tests”, Fifteenth Edition,
Washington, D.C.
Akisetty C., Xiao F., Gandhi T., Amirkhanian, 2011, Estimating Correlations
Between Rheological and Engineering Properties of Rubberized Asphalt
Concrete Mixture Containing Warm Mix Asphalt Additive, Construction
and Building Materials 25, 950-956.
Arabani M, Mirabdolazimi S.M, Sasani A.R, 2010, The Effect of Waste Tire
Thread Mesh on The Dynamic Behaviour of Asphalt Mixtures,
Construction and Building Materials 24, 1060-1068.
ASTM International Standard, 2008, Standard Test Method for Marshall Stability
and Flow of Bituminous Mixtures, D 6927-06, West Conshohocken, USA.
Atkins, H.N, 1997, Highway Materials, Soils, and Concretes, Third Edition,
Prentice Hall, New Jersey.
Darunifah N., 2007, Pengaruh Bahan Tambahan Karet Padat Terhadap
Karakteristik Campuran Hot Rolled Sheet Wearing Course, Universitas
Diponegoro, Semarang.
Departemen Pekerjaan Umum, 1999, Perencanaan Campuran Beraspal Dengan
Pendekatan Kepadatan Mutlak, Keputusan Direktur Jenderal Bina Marga,
No. 025/T/BM/1999, PT. Mediatama Saptakarya (PT. Medisa), Jakarta.
Departemen Pekerjaan Umum, 2006, Pemanfaatan Asbuton, Direktorat Jenderal
Bina Marga, N0: 001-01/BM/2006, Jakarta.
Departemen Pekerjaan Umum, 2006, Spesifikasi Umum Bidang Jalan dan
Jembatan, Final Draft 2005, Divisi 6: Perkerasan Aspal, Puslitbang Jalan
dan Jembatan Departemen Pekerjaan Umum, Bandung.
14
15
Departemen Pekerjaan Umum, 2008, Daftar SNI Pekerasan Jalan, Pulitbang Jalan
dan Jembatan Departemen Pekerjaan Umum, Bandung.
Gawel I, Stepkowski R, Czechowski F, 2006, Molecular Interactions between
Rubber and Asphalt, Industrial and Engineering Chemistry Research, 45
(9), 3044-3049. DOI: 10.1021/ie050905r.
Gucbilmez E. Prof., Alhaj K.M.A, 2001, Rubber Modified Bitumen For Hot Mix
Asphalt Concrete, National Engineering Conference On Roads.
Hendrasin, S.L., 2000, Perencanaan Teknik Jalan Raya, Politeknik Negeri
Bandung – Teknik Sipil, Bandung.
Hermadi M, Sjahdanulirwan M, 2008, Usulan Spesifikasi Campuran Beraspal
Panas Asbuton Lawele Untuk Perkerasan Jalan, Puslitbang Jalan Dan
Jembatan, Bandung.
Iriansyah A.S, 2009, Uji Coba Skala Penuh Asbuton Campuran Hangat, Jalan
Pangkalan Lima – Kumai di Kalimantan Tengah, Kolokium Hasil
Pengembangan Jalan Dan Jembatan.
Jae Lee S, Amirkhanian S.N, Shatanawi K, 2006, Effect of Crumb Rubber on the
Aging of Asphalt Binders, Asphalt Rubber – Department of Civil
Engineering, Clemson University, USA.
Kim H.S., Lee S.J., Amirkhanian S., 2010, Rheology Investigation of Crumb
Rubber Modified Asphalt Binders, KSCE Journal of Civil Engineering,
14(6),839-843.
Lan W, Chunqing C, Yongming X, 2011, Creep Characteristics of Crumb Rubber
Modified Asphalt Binder, Journal of Wuhan University of Technology-
Mater Vol.26 No.1.
Morrison G.R , Hesp S.A.M, 1995, A New Look at Rubber-Modified Asphalt
Binders, Journal Of Materials Science 30,2584 – 2590.
Pasquini E., Canestrari F., Cardone F., Santagata F.A., 2011, Performance
Evaluation of gap graded Asphalt Rubber Mixture, Construction and
Building Materials 25,2014-2022.
Sukirman. S., 2003, Perkerasan Lentur Jalan Raya, Penerbit Nova, Bandung.
Sukirman, S., 2007, Campuran Aspal Panas, Penerbit Nova, Bandung
16
The Asphalt Institute, 1983, Asphalt Technology and Construction Practice,
Educational No.1 (ES – 1), Second Edition.
The Asphalt Institute, 1983, Principles of Construction of Hot-mix Asphalt
Pavement, Manual Series No.22, Asphalt Institute, College Park,
Maryland, USA.
The Asphalt Institute, 1993, Mix Design Methods for Asphalt Concrete and other
Hot Mix Types, Manual Series No.2 (MS – 2), Sixth Edition, Asphalt
Institute, Lexington, Kentucky, USA .
Totomihardjo, S., 2000, Bahan dan Struktur Jalan Raya, Biro Penerbit Teknik
Sipil Fakultas Teknik UGM, Yogyakarta.
Xiang L., Cheng J., Que G., 2009, Microstructure and Performace of Crumb
Rubber Modified Asphalt, Construction and Building Materials 23,3586-
3590.
Xiao F, Amirkhanian S.N, Shen J, Putman B, 2009, Influences of Crumb Rubber
Size and Type on Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) Mixtures,
Construction and Building Materials 23,1028-1034.
Oktober 2011
R 604.6 Put p c.1 10.2011
604.6
Thesis
Indonesia
Magister Teknik Sistem FT UGM
2011
Yogyakarta
xx, 110 hlm.; ilus.; 29 cm.
Disertai CD
LOADING LIST...
LOADING LIST...