analisis karakteristik modifikasi aspal penetrasi 60/70 dengan

advertisement
ANALISIS KARAKTERISTIK
MODIFIKASI ASPAL PENETRASI 60/70
DENGAN ETHYLENE VINYL ACETATE (EVA)
(Characteristics Analysis 60/70 Penetration Asphalt Modified
With Ethylene Vinyl Acetate)
SKRIPSI
Disusun sebagai Syarat Memperoleh Gelar Sarjana
Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Dikerjakan Oleh :
MAWID DWI SISTRA
I 0111067
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015
ii
iii
MOTTO
“Allah tidak membebani seseorang melainkan sesuai dengan kesanggupannya”
(QS. Al –Baqarah: 286)
“Yakinlah ada sesuatu yang menantimu selepas banyak kesabaran (yang kau
jalani) yang akan membuatmu terpana hingga kau lupa betapa pedihnya rasa
sakit”
(Ali Bin Abi Thalib)
“Anak muda memang minim pengalaman, karena itu ia tidak tawarkan masa lalu,
anak muda menawarkan masa depan”
( Anies Baswedan )
“Jangan pernah menyerah untuk menghadapi segala kondisi, bersikap dan
berbuatlah yang terbaik untuk mencapai segala hal yang menjadi tujuanmu”
( Kartika Kushendrahayu )
“SABAR, TENANG, KUASAI”
iv
PERSEMBAHAN
Alhamdulilah, atas nikmat yang diberikan Allah SWT, saya persembahkan karya kecil
ini untuk orang-orang hebat disekitar saya :
“Bapak Malik, Mamah Sri Widati, Kakak Mawid Ilham Pratama, Adik
Mawidah Muthia Fitriani”, kasih sayang kalian membuat sistra sabar, semangat
kalian semangat sistra, terima kasih sudah memberikan semangat dan dukungan baik
secara lahir maupun batin. sistra sayang sama kalian.
“Ir. Ary Setyawan, M.Sc., P.hD. dan Ir. Djoko Sarwono, MT.”, Terima kasih
atas bimbingannya selama ini hingga terselesaikannya penyusunan skripsi saya.
Terima kasih atas ilmu ilmunya, tetap menginspirasi.
“Ir. Djumari, MT”, terima kasih sudah menjadi pembimbing akademik yang baik
selama saya kuliah di Program Studi Teknik Sipil UNS.
“Kontrakan Kentang”, Chawib, Desta, Hadio, Chrisna, Azmi, Irson terima kasih
atas kebersamaan kita dalam suka maupun duka, kalian luar biasa, jangan bandel yah.
“Kartika Kushendrahayu”, Terima kasih atas arahan dan semangatnya selama
kuliah khususnya saat skripsi, semoga cita-cita kamu dan aku tercapai, kamu gaboleh
lemah yah genduts, sukses terus buat kamu.
“Sketsa Solo”, Terima kasih untuk Secangkir teh hangat sman1tra solo, bersama
kalian solo jadi terasa Tangerang.
”Manis Manja”, Pablo, Demarda, Galih, Heri, Reza, Ryan, Suhaemi, terima kasih
atas kebersamaannya, sudah mau mendengarkan keluh kesah saya, kompetisi skripsi
sangat luar biasa yang penuh intrik didalamnya semoga tercapai semua cita-cita manis
kita dan jangan manja yes, damaimu damaiku juga .
“Tim Skripsi EVA”, Ryan, Prasdita, Ardian, Terima kasih tim EVA atas waktu dan
tenaganya, kita akan selesaikan apa yang kita mulai bareng-bareng ini. Hasil ini untuk
kalian . Seperti efek EVA, kita harus lebih keras dan kuat panas.
”Teman-teman Civil Eng11neering”, Terima kasih atas pengalaman 4 tahun
bersama di kampus kita, sukses buat kita semua.
“Mas Sigit dan Pak Joko”, yang sudah membantu saya selama di laboratorium.
“Kota Solo dan Almamater”, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
v
ABSTRAK
Mawid Dwi Sistra, 2015. ANALISIS KARAKTERISTIK MODIFIKASI
ASPAL PENETRASI 60/70 DENGAN ETHYLENE VINYL ACETATE
(EVA). Skripsi. Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas
Maret Surakarta.
Selama masa layannya aspal sebagai bahan pengikat perkerasan jalan raya mudah
mengalami kerusakan seperti retak, berlubang dan deformasi plastis yang
diakibatkan oleh perubahan cuaca atau suhu, berlebihnya berat muatan dan
volume lalu lintas yang padat. Hal ini diprediksi karena aspal yang digunakan
tidak mempunyai kemampuan untuk ditempatkan pada temperatur tinggi yaitu
sekitar 60oC yang diindikasikan dari nilai penetration index dan stiffness bitumen
yang rendah.
Modifikasi aspal penetrasi 60/70 dengan polimer EVA bertujuan untuk
meningkatkan nilai penetration index dan nilai stiffness bitumen dengan metode
eksperimental di laboratorium berdasarkan persyaratan spesifikasi dan tata cara
pengujian aspal SNI-2011. Metode pencampuran yang digunakan adalah aspal
cair dengan EVA padat, dipanaskan menggunakan api sedang sampai mencapai
suhu 250oC dan diaduk selama ±15 menit sampai menghasilkan aspal modifikasi
EVA yang homogen atau tidak menggumpal. Pengujian yang dilakukan adalah
daktilitas, penetrasi, titik lembek, titik nyala, titik bakar, berat jenis, kehilangan
berat dan kelekatan aspal pada agregat.
Hasil penelitian ini dapat diambil simpulan bahwa persentase EVA yang masih
memenuhi persyaratan daktilitas adalah 3,5 %. Kadar EVA 3,5% didapat nilai
daktilitas mencapai panjang 130,0 cm, titik nyala 300oC, titik bakar 310oC, titik
lembek 54oC, berat jenis 1,020 gr/cc, kelekatan aspal pada agregat 100 %
terselimuti, dan kehilangan berat 0,037 %. Adapun nilai penetrasi yang didapat
tidak memenuhi syarat aspal penetrasi 60/70 yaitu 37,27 dengan Penetration
Index sebesar -0,9 ini mengindikasikan bahwa aspal lebih tahan terhadap
perubahan temperatur. Prediksi teoritis karakteristik aspal dengan program
BANDS 2.0. menunjukkan bahwa penambahan EVA pada aspal dapat
meningkatkan nilai Penetration Index dan Stiffness Bitumen sehingga dapat
memberikan kinerja yang baik khususnya dalam mengatasi deformasi aspal.
Kata Kunci: Polimer EVA, Modifikasi aspal, Program BANDS 2.0.
vi
ABSTRACT
Mawid Dwi Sistra, 2015. “CHARACTERISTICS ANALYSIS 60/70
PENETRATION ASPHALT MODIFIED WITH ETHYLENE VINYL
ACETATE”. Thesis. Department of Civil Engineering Faculty of Engineering
University Sebelas Maret Surakarta.
During its service life, road pavement can easily cracked, perforated or deformed.
These damages happen as a result of low quality asphalt which indicated by its
penetration index and stiffness value.
60/70 penetration asphalt modified by EVA polymer is expected to increase
penetration index and stiffness value. Some experiments in the laboratory were
carried out based on specified requirements and SNI-2011 asphalt testing
procedures. The solid EVA was mixed with the liquid asphalt pen 60/70 at a
medium to high temperature until it reaches 250oC. During the mixing, this
mixture were stirred for approximately ±15 minutes until homogeneous. These
experiments consist of ductility test, penetration test, softening point test, flash
point test, fire point test, specific gravity test, lose on heating test and asphalt
stickiness to aggregate test.
From the experiment, it can be concluded that the addition of 3,5% EVA in the
asphalt pen 60/70 is generally acceptable based on the ductility value of SNI-2011
qualification. The addition of 3,5% give the ductility value of 130 cm, flash point
of 300oC, fire point of 310oC, softening point of 54oC, specific gravity of 1,020
gr/cc, asphalt stickiness to aggregate of 100% covered, and lose on heating of
0,037%. Nevertheless the experiment results in penetration value of 37,27 which
doesn’t conform the qualification of asphalt pen 60/70. This penetration value
resulting in penetration index value of -0,9. This shows that the asphalt resist to
the temperature changing. Theoretical predictions of asphalt characteristics using
BANDS 2.0 showed that the addition of EVA can increase the penetration index
and the stiffness of the bitumen.
Keyword: EVA polymer, Asphalt modified, BANDS 2.0.
vii
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan
judul berikut: “ANALISIS KARAKTERISTIK MODIFIKASI ASPAL
PENETRASI 60/70 DENGAN ETHYLENE VINYL ACETATE (EVA)”
Skripsi ini merupakan salah satu persyaratan akademik untuk menyelesaikan
Program Sarjana pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Sebelas Maret Surakarta. Skripsi ini mengangkat permasalahan tentang modifikasi
aspal penetrasi 60/70 dengan polimer Etyhlene Vinyl Acetate (EVA) dengan
metode penelitian ini adalah metode eksperimen.
Skripsi ini tidak dapat terselesaikan tanpa bantuan dari pihak-pihak yang ada di
sekitar penulis, karena itu dalam kesempatan ini penulis menyampaikan terima
kasih sebesar-besarnya kepada:
1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS Surakarta.
3. Bapak Ir. Ary Setyawan, M.Sc., P.hD. selaku Dosen Pembimbing I.
4. Bapak Ir. Djoko Sarwono, MT selaku Dosen Pembimbing II.
5. Bapak Ir. Djumari, M.T. selaku Dosen Pembimbing Akademik.
6. Ibu Dr. Florentina Pungky Pramesti, ST, MT. selaku Penguji Pendadaran.
7. Sahabat-sahabatku yang telah membantu selama penyelesaian skripsi.
8. Teman-teman Mahasiswa Teknik Sipil 2011 UNS.
9. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari keterbatasan kemampuan dan pengetahuan yang penulis miliki
sehingga masih ada kekurangan dalam penyusunan skripsi ini. Akhir kata semoga
skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada umumnya dan
mahasiswa pada khususnya.
Surakarta,17 November 2015
Penulis
viii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL........................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN........................................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN.........................................................................
iii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN..................................................................
iv
ABSTRAK .......................................................................................................
vi
PRAKATA........................................................................................................ viii
DAFTAR ISI....................................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR....................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL............................................................................................ xvi
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ............................................................... xvii
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................
xi
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah....................................................................
1
1.2
Rumusan Masalah.............................................................................
2
1.3
Batasan Masalah...............................................................................
3
1.4
Tujuan Penelitian...............................................................................
3
1.5
Manfaat Penelitian.............................................................................
3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1
Tinjauan Pustaka...............................................................................
4
2.2
Landasan Teori..................................................................................
5
2.2.1
Aspal .................................................................................................
5
2.2.2
Aspal Modifikasi Polimer..................................................................
9
2.2.3
Polimer EVA......................................................................................
9
2.2.4
Aspal Modifikasi ..............................................................................
11
2.3
Pengujian Bahan ...............................................................................
12
2.4
BANDS 2.0......................... .............................................................
13
ix
BAB 3 METODE PENELITIAN
Halaman
3.1
Uraian Umum..................................................................................... 16
3.2
Tempat Penelitian.............................................................................
16
3.3
Data Penelitian...................................................................................
16
3.4
Bahan Penelitian................................................................................
16
3.5
Alat Uji Penelitian ............................................................................
17
3.6
Metode Pencampuran.............. .........................................................
19
3.6.1
Campuran Dingin-Dingin .................................................................
19
3.6.2
Campuran Panas-Dingin...................................................................
19
3.6.3
Campuran Panas-Panas.....................................................................
19
3.7
Pembuatan Benda Uji........................................................................
20
3.8
Pengujian Benda Uji.........................................................................
20
3.8.1
Pengujian Daktilitas..........................................................................
21
3.8.2
Pengujian Penetrasi...........................................................................
21
3.8.3
Pengujian Titik Lembek....................................................................
22
3.8.4
Pengujian Titik Nyala dan Titik Bakar.............................................
23
3.8.5
Pengujian Berat Jenis........................................................................
24
3.8.6
Pengujian Kelekatan Aspal pada Agregat.........................................
25
3.8.7
Pengujian Kehilangan Berat..................... ........................................
25
3.9
Prediksi Sifat Aspal dengan Program BANDS 2.0 ..........................
26
3.10
Analisa Hasil.....................................................................................
26
3.11
Tahapan Penelitian............................................................................
27
BAB 4 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1.
Hasil Pemeriksaan Bahan Penelitian.................................................
29
4.1.1.
Hasil Pemeriksaan Karakteristik Aspal.............................................
29
4.1.2.
Hasil Pemeriksaan Ethylene Vinyl Acetate (EVA)............................
30
4.2.
Metode Pencampuran........................................................................
30
4.2.1.
Campuran Dingin-Dingin..................................................................
30
4.2.2.
Campuran Panas-Dingin...................................................................
30
4.2.3.
Campuran Panas-Panas......................................................................
31
x
Halaman
4.3.
Hasil Pengujian dan Pembahasan Karakteristik Aspal Modifikasi
EVA...................................................................................................
31
4.3.1.
Daktilitas............................................................................................
36
4.3.2.
Penetrasi............................................................................................
37
4.3.3.
Titik Lembek (Softening Point)........................................................
39
4.3.4.
Indeks Penetrasi (Penetration Index)................................................
40
4.3.5.
Titik Nyala dan Titik Bakar..............................................................
42
4.3.6.
Berat Jenis.........................................................................................
43
4.3.7.
Kelekatan Aspal pada Agregat..........................................................
44
4.3.8.
Kehilangan Berat pada Aspal............................................................
44
4.4.
Prediksi Secara Teoritis Sifat-sifat Aspal dengan Program
BANDS 2.0........................................................................................
45
4.4.1.
Data Masukkan..................................................................................
45
4.4.2.
Asumsi Data......................................................................................
46
4.4.3.
Hasil Prediksi Penetration Index dan Stiffness Bitumen dengan
Program BANDS 2.0........................................................................
46
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
Kesimpulan ......................................................................................
53
5.2.
Saran .................................................................................................
54
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................
55
LAMPIRAN.....................................................................................................
57
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Polimer EVA yang digunakan dalam penelitian ini.................
11
Gambar 2.2. Tampilan program BANDS 2.0..............................................
14
Gambar 3.1. Bagan alir metode penelitian .................................................
28
Gambar 4.1. Grafik hubungan antara kadar EVA terhadap nilai daktilitas
Aspal........................................................................................
36
Gambar 4.2. Grafik hubungan antara kadar EVA terhadap nilai penetrasi
aspal.........................................................................................
38
Gambar 4.3. Grafik hubungan antara kadar EVA terhadap nilai titik lembek
aspal.........................................................................................
39
Gambar 4.4. Grafik hubungan antara kadar EVA terhadap penetration
index........................................................................................
41
Gambar 4.5. Grafik hubungan antara Kadar EVA terhadap nilai titik nyala
dan titik bakar aspal.................................................................
42
Gambar 4.6. Grafik hubungan antara kadar EVA terhadap nilai berat jenis
aspal.........................................................................................
43
Gambar 4.7. Grafik hubungan antara kadar EVA terhadap nilai kehilangan berat
aspal.........................................................................................
45
Gambar 4.8. Grafik hubungan antara kadar EVA terhadap prediksi penetration
index........................................................................................
47
Gambar 4.9. Grafik hubungan antara kadar EVA terhadap stiffness bitumen pada
temperatur 20oC.......................................................................
48
Gambar 4.10. Grafik hubungan antara kadar EVA terhadap stiffness bitumen pada
temperatur 30oC.......................................................................
49
Gambar 4.11. Grafik hubungan antara kadar EVA terhadap stiffness bitumen pada
temperatur 40oC.......................................................................
50
Gambar 4.12. Grafik hubungan antara kadar EVA terhadap stiffness bitumen pada
temperatur 50oC.......................................................................
51
Gambar 4.13. Grafik hubungan antara kadar EVA terhadap stiffness bitumen pada
temperatur 60oC.......................................................................
xiii
52
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1.
Spesifikasi Aspal Keras menurut SNI 06-1991......................
7
Tabel 2.2.
Klasifikasi Polimer..................................................................
10
Tabel 3.1.
Jumlah Benda Uji....................................................................
20
Tabel 4.1.
Hasil pemeriksaan Aspal Penetrasi 60/70...............................
29
Tabel 4.2.
Metode Pencampuran.................... .........................................
31
Tabel 4.3.
Hasil Pemeriksaan Karakteristik Aspal Penetrasi 60/70 dengan
Penambahan Kadar EVA interval 1%........................................
Tabel 4.4.
33
Hasil Pemeriksaan Karakteristik Aspal Penetrasi 60/70 dengan
Penambahan Kadar EVA interval 0,5%.....................................
34
Tabel 4.5.
Hasil Pengujian Daktilitas Aspal...............................................
36
Tabel 4.6.
Hasil Pengujian Penetrasi Aspal................................................
37
Tabel 4.7.
Hasil Pengujian Titik Lembek Aspal.........................................
39
Tabel 4.8.
Hasil Perhitungan Penetration Index.........................................
41
Tabel 4.9.
Hasil Pengujian Titik Nyala dan Titik Bakar Aspal...................
42
Tabel 4.10.
Hasil Pengujian Berat Jenis Aspal.............................................. 43
Tabel 4.11.
Hasil pengujian Kelekatan Aspal pada Agregat.........................
Tabel 4.12.
Hasil pengujian Kehilangan Berat Aspal.................................... 45
Tabel 4.13.
Data Masukan dalam Program BANDS 2.0..............................
46
Tabel 4.14.
Asumsi Data dalam Program BANDS 2.0................................
46
Tabel 4.15.
Hasil Prediksi Penetration Index dan Stiffness Bitumen dengan
Program BANDS 2.0.................................................................
xvi
44
46
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
EVA
= Ethylene Vinyl Acetate
SNI
= Standar Nasional Indonesia
AC-BC
= Asphalt Concrete - Binder Course
%
= Persentase
o
= Derajat Celcius
gr
= Gram
cm
= Centimeter
mm
= Milimeter
mg
= Miligram
dt
= Detik
cc
= Volume silinder
<
= Lebih kecil
>
= Lebih besar
≤
= Lebih kecil sama dengan
≥
= Lebih besar sama dengan
±
= Kurang Lebih
R2
= R square (nilai determinasi)
Min.
= Minimal
NaCl
= Natrium Clorida
Mpa
= Mega Pascal
C
xvii
Download