Chapter 4 : Pelaksanaan Konstruksi Lapis Permukaan Perkerasan Sub Topik : Perkerasan Campuran Panas Sri Atmaja P. Rosyidi Staf Pengajar, Divisi Transportasi Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

PELAKSANAAN KONSTRUKSI OUTLINES PERSIAPAN PERMUKAAN PERSIAPAN MATERIAL PELAKSANAAN KONSTRUKSI

Bagian 1 PERSIAPAN PERMUKAAN

1. Pemeriksaan Penghamparan di atas lapis fondasi agregat Tekstur permukaan / gradasi lapis pondasi agregat sesuai dengan rencana. Bagian-bagian yang mengalami segregasi dan degradasi harus diperbaiki. Ketebalan dan elevasi permukaan lapis pondasi telah sesuai dengan rencana Kepadatan lapis pondasi harus sesuai persyaratan, yang diuji dengan pengujian konus pasir (sand cone) atau metoda standar lainnya yang diijinkan. Kerataan permukaan lapis pondasi memenuhi toleransi yang disyaratkan, yang diuji dengan alat mistar datar 3 meter (straight edge) baik arah melintang maupun arah memanjang.

Penghamparan di atas lapis fondasi agregat … Kadar air lapis pondasi agregat di bawah kadar air optimum (tidak basah atau becek). Kondisi permukaan yang basah akan menyebabkan lapis resap pengikat tidak menyerap dengan baik ke lapis pondasi agregat, yang berakibat daya lekatnya menjadi berkurang. Permukaan bebas dari kotoran seperti tanah lempung, debu, plastik , dan lain-lain. Untuk menjamin keseragaman kekuatan lapis pondasi agregat, perlu dilakukan uji kekuatan (proof rolling). Metodanya adalah dengan melewatkan kendaraan truk yang bermuatan sekitar 8 ton secara perlahan-lahan dengan kecepatan setara dengan kecepatan berjalan kaki ( ± 5 km/h). Perhatikan perkerasan di bawah roda belakang. Apabila terlihat lendutan saat roda belakang lewat, maka pada lokasi atau segmen tersebut harus dilakukan perbaikan.

Kesimpulan untuk Pemeriksaan untuk Persiapan Pekerjaan Penghamparan Lubang, jejak roda, dan deformasi harus sudah diperbaiki. Pemeriksaan kerataan permukaan dan kemiringan melintang jalan. Untuk penghamparan di atas lapis pondasi agregat, harus diperhatikan hal-hal sebagai berikut : Kepadatan lapis pondasi sesuai persyaratan (konus pasir) dan dilakukan uji gilas (prof rolling) Kerataan permukaan lapis pondasi di bawah toleransi yang diijinkan (straight edge) Permukaan bebas dari kotoran seperti tanah lempung, debu, plastik , dan lain-lain. Pengendalian elevasi horisontal dan vertikal dilakukan dengan membuat patok ketinggian. Jika mungkin digunakan alat penghampar yang mempunyai pengatur elevasi otomatis, yaitu dengan acuan kawat baja, atau dengan acuan yang bergerak.

2. Penghamparan di atas lapis beraspal Kerusakan-kerusakan yang terjadi pada permukaan, seperti retak, lubang, alur,amblas dan lainnya harus sudah diperbaiki. Metoda perbaikan yang umum dipakai adalah dengan pembongkaran dan penambalan, yaitu membuat lubang persegi empat dengan luas yang cukup yang meliputi daerah yang mengalami kerusakan tersebut. Material yang dibongkar diganti dengan material pengganti yang mempunyai kekuatan minimum sama dengan perkerasan disekitarnya.

Penghamparan di atas lapis beraspal … Lubang bongkaran harus berbentuk persegi, dan sisi-sisinya mempunyai bidang tegak lurus dengan perkerasan. Bentuk persegi dengan sisi yang tegak (ditambah lapis perekat) dimaksudkan untuk menguatkan ikatan antara campuran beraspal yang baru dengan yang lama. Kedalaman pembongkaran disesuaikan dengan kerusakan yang terjadi.

Penghamparan di atas lapis beraspal … Untuk area yang luas, akan lebih efektif menggunakan alat penggaruk dingin (Cold Milling). Alat ini akan menggaruk perkerasan lama dengan kedalaman maksimum sampai 15 cm sekali garuk, dan lebar 1,5 m tergantung jenis alat. Jika penambalan yang dilakukan mempunyai ketebalan lebih dari 10 cm, maka penghamparan dan pemadatan dilakukan secara bertahap per lapis. Untuk lubang-lubang yang kecil, dimana alat pemadat bermesin tidak bisa masuk, maka dapat digunakan alat pemadat mekanis yang lebih kecil, misalnya pemadat tangan (hand stamper). Secara lebih detil perbaikan kerusakan untuk perkerasan beton aspal dapat dilihat pada standar lainnya.

Penghamparan di atas lapis beraspal … Kerataan permukaan dan kemiringan melintang jalan telah memenuhi persyaratan, yang diukur dengan mistar datar 4 meter (straight edge). Jika diperlukan dapat dilakukan pekerjaan perataan (levelling) terlebih dahulu. Pekerjaan levelling yang tebal akan lebih optimal jika dilakukan dalam beberapa lapis, sehingga penurunan setelah pemadatan dapat direncanakan dengan baik.

Milling Machine for Surface Preparation in order to find the Appropriate Leveling in the new pavement

Penghamparan di atas lapis beraspal … Untuk pekerjaan campuran beraspal yang dilakukan lapis per lapis dalam satu pekerjaan, maka persyaratan kualitas dan kuantitas lapis beraspal di bawahnya harus sudah terpenuhi, termasuk pengujian kepadatan, ketebalan dan elevasi. Tahap berikutnya adalah pemasangan lapis perekat (tack coats), tetapi sebelumnya permukaan campuran beraspal harus dibersihkan terlebih dahulu dengan compressor udara atau sikat mekanis.

3. Pemasangan Prime Coat dan Tack Coat PENGERTIAN Lapis resap pengikat (prime coats) adalah lapisan ikat yang diletakkan di atas lapis pondasi agregat, sedangkan lapis perekat (tack coats) diletakkan di atas lapis beraspal atau lapis beton semen. Pemasangan lapis resap pengikat atau lapis perekat dilaksanakan setelah permukaaan lama dibersihkan dengan compressor udara atau sikat mekanis sehingga mosaik atau tekstur perkerasan lama terlihat jelas. Tidak diijinkan adanya kotoran atau gumpalan lempung.

Prime Coat Kegunaan dari lapis resap pengikat adalah untuk : Memberi daya ikat antara lapis pondasi agregat dengan campuran beraspal Mencegah lepasnya butiran lapis pondasi agregat jika dilewati kendaraan (sebelum dilapis dengan campuran beraspal) Menjaga lapis pondasi agregat dari pengaruh cuaca, khususnya hujan, sehingga air tidak masuk ke dalam lapis pondasi agregat yang jika terjadi dapat menyebabkan kerusakan struktur.

Prime Coat … Bahan lapis resap pengikat umumnya adalah aspal keras pen 80/100 atau pen 60/70 yang dicairkan dengan minyak tanah. Perbandingan yang dipakai terdiri dari 80 bagian minyak tanah per 100 bagian aspal semen (80 pph-kurang lebih ekivalen dengan viskositas aspal cutback jenis MC-30). Kuantitas yang digunakan berkisar antara 0,4 sampai dengan 1,3 liter / m2 untuk lapis pondasi agregat kelas A dan 0,2 sampai 1 liter / m2 untuk pondasi tanah semen. Kuantitas pasti pemakaian lapis resap pengikat tergantung pada bahan aspal, bahan lapis pondasi dan kondisi lingkungan (cuaca, angin, kelembaban). Setelah pengeringan selama waktu 4 hingga 6 jam, bahan pengikat harus telah meresap kedalam lapis pondasi, meninggalkan sebagaian bahan pengikat pada permukaan sehingga permukaan terlihat berwarna hitam secara merata dan tidak porous.

Prime Coat … CATATAN PENTING ! Lapis resap pengikat yang berlebih dapat mengakibatkan pelelehan (bleeding) dan menjadi bidang geser (slip plane), untuk itu pada daerah yang berlebih ditabur dengan pasir dan dibiarkan agar pasir tersebut diselimuti aspal. Sebelum penghamparan campuran beraspal dimulai, maka pasir yang telah dilekati aspal tersebut dibuang.

Tack Coat Lapis perekat mempunyai kegunaan memberi daya ikat antara lapis lama dengan baru, dan dipasang pada permukaan beraspal atau beton semen yang kering dan bersih. Jika daya ikat yang dihasilkan tidak baik, akan menyebabkan terjadinya pergeseran atau slip. Lapis beraspal yang baru akan menjadi sungkur (shoved) searah pergerakan lalu-lintas, terutama pada daerah-daerah tanjakan/turunan atau lokasi-lokasi perlambatan/percepatan.

Tack Coat … Bahan lapis perekat adalah aspal emulsi yang cepat mantap atau aspal keras pen 80/100 atai pen 60/70 yang dicairkan dengan 25 sampai 30 bagian minyak tanah per 100 bagian aspal. Kuantitas yang digunakan sangat tergantung pada jenis aspal yang dipakai, kondisi permukaan lapisan lama, dan kondisi lingkungan. Pemakaian lapis perekat umumnya berkisar 0,15 liter / m2 sampai 0,50 liter / m2. Pada perkerasan dengan tekstur kasar seperti hasil garukan (milling), maka kuantitas tack coat relatif lebih banyak dibanding pada permukaan dengan tekstur halus. Jenis aspal yang menggunakan bahan pengencer lebih banyak memerlukan kuantitas penyemprotan yang relatif lebih banyak, agar kuantitas aspal yang melekat pada perkerasan jumlahnya relatif sama.

Tack Coat … Daya ikat antar lapisan lama dengan yang baru ditentukan oleh kuantitas dan kualitas aspal yang melekat pada perkerasan lama. Kuantitas aspal yang kurang dapat menyebabkan pergeseran / slip antar lapisan, dan sebaliknya jika terlalu banyak dapat menyebabkan pelelehan/ bleeding. Jika digunakan aspal emulsi maka lapis perekat akan berwarna coklat karena mengandung aspal dengan air. Pada tahap berikutnya warnanya akan berubah dari coklat ke hitam sejalan dengan menguapnya kandungan air. Waktu yang diperlukan untuk menguapkan seluruh kandungan air tersebut antara 1 sampai 2 jam, tergantung dari beberapa hal, yaitu jenis aspal emulsi yang digunakan, kuantitasnya, temperatur permukaan beraspal, dan kondisi lingkungan.

Tack Coat … Kebanyakan pendapat yang ada menyatakan penghamparan campuran beraspal dapat dilakukan segera, meskipun proses pengeringan belum sepenuhnya selesai (warna aspal emulsi belum hitam seluruhnya). Hal yang perlu diperhatikan adalah jika lapis perekat masih basah dan dilewati kendaraan (mis.dump truck pengangkut campuran beraspal) maka lapisan lapis perekat tersebut akan melekat pada roda kendaraan yang menyebabkan tidak seragamnya lapisan lapis perekat. Sementara jika menggunakan aspal cutback yang dicampur dengan minyak tanah, pengeringan akan terjadi dengan cepat sehingga penghamparan dapat dilakukan dengan segera. Hal yang perlu diperhatikan adalah kandungan bahan pelarut seperti minyak tanah jangan terlalu berlebih, karena minyak tanah dapat merusak campuran beraspal.

Tack Coat … Dalam persyaratan spesifikasi dinyatakan bahwa, lapis perekat dipasang hanya sebentar sebelum pemasangan campuran beraspal, agar lapis perekat tidak kehilangan kelengketannya akibat dari oksidasi, debu yang tertiup, dan lainnya. Pemasangan lapis perekat kadang-kadang tidak perlu dilakukan jika campuran beraspal diletakkan pada campuran beraspal yang masih baru (dipasang baru beberapa waktu), selama permukaanya tidak kotor atau berdebu. Jika dianggap perlu dapat digunakan kuantitas yang minimal atau setengahnya.

Pemasangan dengan aspal distributor-batang penyemprot Untuk memperoleh hasil yang merata sebaiknya pemasangan lapis resap pengikat dan lapis perekat menggunakan asphalt distributor-batang penyemprot. Aspal distributor adalah truk atau kendaraan lain yang dilengkapi dengan tangki aspal, pompa, dan batang penyemprot. Umumnya truk dilengkapi juga dengan pemanas untuk menjaga temperatur aspal, dan juga penyemprot tangan (hand sprayer). Hand sprayer digunakan untuk daerah-daerah yang sulit dicapai dengan batang penyemprot. Unit pemanas tidak difungsikan jika meggunakan aspal emulsi. Pompa sirkulasi berfungsi untuk menjaga sirkulasi aspal agar aspal tidak mengeras atau mengendap dan menutup lubang batang penyemprot.

Pemasangan dengan aspal distributor-batang penyemprot

Pemasangan dengan aspal distributor-batang penyemprot

Pemasangan dengan aspal distributor-batang penyemprot Sebelum pemakaian aspal distributor harus disesuaikan/dikalibrasi terlebih dahulu (sudut nosel, ketinggian, dan kecepatan kendaraan) sehingga diperoleh ketebalan yang sesuai dengan persyaratan. Seluruh nosel pada distributor harus terbuka dan berfungsi dengan sudut sekitar 15 - 30o terhadap sumbu horisontal. Ketinggian batang penyemprot diatur sedemikian rupa disesuaikan dengan jarak nosel, agar diperoleh penyemprotan yang tumpang tindih (overlap) 2 atau 3 kali. Penyimpangan kerataan penyemprotan disyaratkan tidak lebih dari 15 %.

Pemasangan dengan aspal distributor-batang penyemprot Jika terpaksa harus digunakan penyemprot tangan (hand sprayer) maka penyemprotan diarahkan agak keatas agar diperoleh penyemprotan yang merata (overlap 2 atau 3 kali) dan dengan kecepatan pergerakan yang konstan.

Pemasangan dengan aspal distributor-batang penyemprot Lapis resap pengikat dan lapis perekat harus dipanaskan pada temperatur yang sesuai sehingga viskositas/kekentalan aspal yang dihasilkan dapat memberikan hasil penyemprotan yang merata.

Pemasangan dengan aspal distributor-batang penyemprot Untuk menguji keseragaman dan kuantitas pekerjaan lapis resap pengikat dan lapis perekat dapat dilakukan dengan cara meletakkan karton persegi empat yang telah diketahui beratnya. Karton diletakkan di atas permukaan dan kemudian dilewati oleh asphalt distributor. Berat karton dengan aspal (kondisi kering) dikurangi berat karton semula merupakan berat lapis resap pengikat atau lapis perekat per m2 (jika luas karton 1 m2). Kuantitas pemakaian juga dapat diukur dengan melihat volume aspal dalam tangki aspal distributor yang telah terpakai dan luas perkerasan yang telah disemprot.

Material for Prime & Tack Coat Cutback Asphalts A cutback asphalt is simply a combination of asphalt cement and petroleum solvent.  Like emulsions, cutbacks are used because they reduce asphalt viscosity for lower temperature uses (tack coats, fog seals, slurry seals, stabilization material).  Similar to emulsified asphalts, after a cutback asphalt is applied the petroleum solvent evaporates leaving behind asphalt cement residue on the surface to which it was applied.  A cutback asphalt is said to "cure" as the petroleum solvent evaporates away.   The use of cutback asphalts is decreasing because of (Roberts et al., 1996): Environmental regulations.  Cutback asphalts contain volatile chemicals that evaporate into the atmosphere.  Emulsified asphalts evaporate water into the atmosphere. Loss of high energy products.  The petroleum solvents used require higher amounts of energy to manufacture and are expensive compared to the water and emulsifying agents used in emulsified asphalts. In many places, cutback asphalt use is restricted to patching materials for use in cold weather.

Material for Prime & Tack Coat Emulsified Asphalts Emulsified asphalt is simply a suspension of small asphalt cement globules in water, which is assisted by an emulsifying agent (such as soap).  The emulsifying agent assists by imparting an electrical charge to the surface of the asphalt cement globules so that they do not coalesce (Roberts et al., 1996).  Emulsions are used because they effectively reduce asphalt viscosity for lower temperature uses (tack coats, fog seals, slurry seals, bituminous surface treatments (BST), stabilization material).  Emulsions are typically either anionic (asphalt droplets are negatively charged) or cationic (asphalt particles are positively charged). Generally, emulsions appear as a thick brown liquid when initially applied (see Figure 3.40).  When the asphalt cement starts to adhere to the surrounding material (aggregate, existing surface, subgrade, etc.) the color changes from brown to black (see Figure 3.41) and the emulsion is said to have "broken" (see Figure 3.42).  As water begins to evaporate, the emulsion begins to behave more and more like pure asphalt cement.  Once all the water has evaporated, the emulsion is said to have "set".  The time required to break and set depends upon the type of emulsion, the application rate, the temperature of the surface onto which it is applied and environmental conditions (TRB, 2000).  Under most circumstances, an emulsion will set in about 1 to 2 hours (TRB, 2000).  ASTM D 3628 contains guidance on selection and use of emulsified asphalt.

Bagian 2 PERSIAPAN MATERIAL

Unit Pencampur Aspal Unit Pencampur Aspal atau Asphalt Mixing Plant (AMP) digunakan untuk mempersiapkan material campuran panas secara mekanis. Apabila ditinjau dari jenis cara memproduksi campuran beraspal dan kelengkapannya, secara umum AMP dapat dibedakan atas: a) AMP jenis takaran (batch plant) b) AMP jenis pencampur drum (drum mix) atau jenis menerus (continuous plant)

AMP Batch Plant

AMP Batch Plant

AMP Drum Mix

AMP Drum Mix

Perbedaan AMP Batch Plant dan Drum Mix AMP jenis timbangan komposisi bahan dalam campuran beraspal ditentukan berdasarkan berat masing-masing bahan, sedangkan pada AMP jenis pencampur drum komposisi bahan dalam campuran ditentukan berdasarkan berat masing-masing bahan yang diubah ke dalam satuan volume atau dalam aliran berat per satuan waktu . AMP jenis takaran dilengkapi saringan panas (hot screen), bin panas (hot bin), timbangan (weight hopper) dan pencampur (pugmill/mixer), sedangkan pada AMP jenis pencampur drum kelengkapan tersebut tidak tersedia.

Perbedaan AMP Batch Plant dan Drum Mix … Proses pencampuran campuran beraspal pada AMP jenis takaran dimulai dengan penimbangan agregat, bahan pengisi (filler) bila diperlukan dan aspal sesuai komposisi yang telah ditentukan berdasarkan Rencana Campuran Kerja (RCK) dan dicampur pada pencampur (mixer/pugmill) dalam waktu tertentu. Pada AMP jenis pencampur drum, agregat panas langsung dicampur dengan aspal panas di dalam drum pemanas atau di dalam silo pencampur di luar drum pemanas. Penggabungan agregat dilakukan dengan cara mengatur bukaan pintu pada bin dingin dan pemberian aspal ditentukan berdasarkan kecepatan pengaliran dari pompa aspal.

AMP Jenis Menerus AMP jenis menerus memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan, yaitu : Gradasi agregat kurang begitu terjamin kesesuaiannya dengan gradasi pada FCK, disebabkan karena kontrolnya hanyalah dilakukan dari bukaan pintu bin dingin saja, dan tidak terdapatnya kontrol kedua seperti pada jenis AMP takaran. Pengaturan jumlah pasokan agregat tidak begitu teliti jika hanya mengandalkan pengaturan bukaan bin dingin tanpa ada alat kontrol lain (misalnya pengontrol kecepatan ban berjalan). Jumlah pasokan aspal yang diberikan saat pencampuran dengan agregat panas sangat tergantung dari viskositas aspal, sehingga apabila terjadi penurunan temperatur aspal akan menyebabkan jumlah aspal yang diberikan tidak sesuai dengan kadar aspal optimum pada JMF. Temperatur campuran kadang-kadang terjadi penyimpangan Kelebihan AMP tipe drum adalah pengoperasiannya lebih sederhana dan mudah, item pengontrolan lebih sedikit.

Bagan Alir Pengoperasian AMP Batch Plant

1. Bin Dingin … (1) Bagian pertama dari AMP adalah bin dingin (cold bin), yaitu tempat penyimpanan fraksi agregat kasar, agregat sedang, agregat halus dan pasir. Bin dingin harus terdiri dari minimum 3 sampai 5 bak penampung (bin). Masing-masing bin berisi agregat dengan gradasi tertentu. Agregat-agregat tersebut harus terpisah satu sama lain, untuk menjaga keaslian gradasi dari masing-masing bin sesuai dengan rencana gradasi pada formula campuran kerja (FCK/JMF ). Jenis bin dingin yang umum dikenal adalah : (1) ban berjalan menerus, (2) getar, dan (3) aliran. Jenis pertama (continuous) cocok untuk agregat halus, sedangkan yang lainnya cocok untuk agregat kasar.

Skematik Bin Dingin (1)

Skematik Bin Dingin (2) Pintu pengeluaran agregat pada bin dingin (cold feed gate) dipasang di bagian bawah dari bin dingin, lubang pintu ini dilengkapi dengan skala yang angkanya menunjukkan besarnya lubang bukaan yang dapat diatur sedemikian rupa sehingga sesuai dengan kebutuhan. Besarnya bukaan pintu pada setiap bin dingin yang telah berisi agregat dan siap untuk digunakan dalam pencampuran, harus dikalibrasi terlebih dahulu pada setiap kondisi dan jenis agregat yang akan digunakan.

2. Pengering (Dryer) Dari bin dingin agregat dibawa melalui elevator dingin dinaikkan ke dalam pengering (dryer) untuk dipanaskan dan dikeringkan pada temperatur yang diminta. Pengering mempunyai fungsi: (1) menghilangkan kandungan air pada agregat; dan (2) memanaskan agregat sampai temperatur yang disyaratkan. Komponen yang terdapat pada sistim pengering adalah: Silinder berputar (pengering) yang umumnya berdiameter 91 cm sampai 305 cm dan panjang 610 cm sampai 1219 cm. Ketel pembakar (burner) yang berisi gas atau minyak bakar untuk menyalakan pemanas. Kipas (fan) sebagai bagian dari system pengumpul debu dan mempunyai fungsi utama untuk memberikan udara atau oksigen dalam sistim pemanas.

Skematik Alat Dryer

3. Pengumpul debu (dust collector) Alat pengumpul debu (dust collector) harus berfungsi sebagai alat pengontrol polusi udara di lingkungan lokasi AMP. Gas buang yang keluar dari sistim pengering ditambah dengan dorongan kipas pengeluar (exhaust fan) akan dialirkan ke pengumpul debu. Alat pengumpul debu yang tidak berfungsi dengan baik akan menyebabkan terjadinya polusi udara, dan ini terlihat jelas dari adanya kotoran atau debu di pohon-pohon atau atap rumah di sekitar lokasi AMP.

Skematik Pengumpul Debu

4. Unit ayakan panas (hot screening unit) Kebanyakan AMP menggunakan unit ayakan panas (hot screening unit) jenis mendatar dengan sistim penggetar yang umumnya terdiri dari empat susunan. Agregat yang telah dikeringkan dan dipanaskan diangkut dengan mangkok elevator panas (hot elevator bucket) untuk disaring dengan susunan unit ayakan panas dan dipisahkan dalam beberapa ukuran yang selanjutnya dikirim ke bin panas (hot bin).

Skematik Unit Ayakan Panas

Saringan dalam Hot Screening Pemasangan saringan pada unit ayakan panas harus tidak pada ukuran yang berdekatan. Unit ayakan panas harus dibersihkan dan diperiksa setiap hari untuk menghindarkan dari kemungkinan rusak atau robek. Contoh susunan ayakan untuk campuran beraspal dengan ukuran butir agregat maksimum 19 mm adalah : Saringan pertama / teratas berukuran 19 mm, butir agregat yang ukurannya lebih besar (oversize) dibuang ke saluran pembuang. Saringan ke-dua berukuran 12,5 mm (1/2 inchi). Ukuran butir agregat antara 19 mm sampai 12,5 mm masuk ke bin 1 Saringan ke-tiga berukuran 4,75 mm (No. 4). Ukuran butir agregat antara 9,5 sampai dengan 4,75 mm masuk ke bin 2. Saringan ke-empat berukuran 2,36 mm (No. 8). Ukuran butir agregat antara 4,75 sampai dengan 2,36 mm masuk ke bin 3. Sementara agregat yang lolos saringan 2,36 mm masuk ke bin 4.

5. Bin panas (hot bin) Bin panas (hot bin) dipasang pada AMP jenis takaran (batch). Pada AMP jenis takaran umumnya akan terdapat 4 bin yang dilengkapi dengan pembatas yang rapat dan kuat dan tidak boleh berlubang serta mempunyai tinggi yang tepat sehingga mampu menampung agregat panas dalam berbagai ukuran fraksi yang telah dipisah-pisahkan melalui unit ayakan panas.

6. Sistim pemasok bahan pengisi (filler elevator) Bahan pengisi (filler) sangat sensitif untuk mengeras karena pengaruh kadar air, oleh karena itu diperlukan wadah khusus (silo) agar bahan pengisi bebas dari pengaruh air. Umumnya bahan pengisi dimasukkan ke dalam AMP melalui penimbang yang biasa disediakan untuk menimbang agregat panas, namun terdapat juga AMP yang menyediakan penimbang khusus untuk bahan pengisi.

7. Tangki aspal (asphalt storage) Tangki aspal pada AMP harus cukup besar sehingga dapat menampung aspal yang memenuhi kebutuhan aspal saat AMP dioperasikan, dan aspal yang terdapat di dalamnya dapat dengan mudah terlihat. Pada beberapa AMP terdapat beberapa tangki aspal yang saling berhubungan satu dengan lainnya. Tangki pertama mempunyai fungsi menampung aspal yang baru datang dari pemasok, dan tangki lainnya mempunyai fungsi untuk menampung aspal yang telah dipanaskan dan siap untuk ditimbang dan dimasukkan ke dalam pencampur (mixer/pugmill). Setiap tangki harus dilengkapi dengan sebuah alat sensor thermometrik yang telah dikalibrasi sehingga temperatur aspal dari tiap tangki akan terkontrol.

8. Timbangan agregat (aggregate weight hopper) Pada AMP jenis takaran terdapat dua macam timbangan untuk agregat yaitu timbangan untuk agregat dan timbangan untuk bahan pengisi (filler). Timbangan untuk agregat ditempatkan langsung di bawah bin panas (hot bin). Hasil penimbangan dari agregat langsung ditransmisikan oleh mekanisma timbangan pada skala penunjuk tanpa pegas, sehingga berat agregat tiap bin serta jumlah tiap takaran dapat dibaca.

9. Timbangan aspal (asphalt weight hopper) Setelah aspal dipanaskan dalam tangki aspal pada temperatur yang ditentukan berdasarkan tingkat keencerannya, maka aspal panas dialirkan melalui pipa pemasokuntuk ditimbang beratnya sesuai dengan yang dibutuhkan sebelum dimasukkan ke dalam pencampur (mixer/pugmill).

Skematik Timbangan Aspal

10. Pencampur (mixer atau pugmill) Setelah aspal, agregat dan bahan pengisi (bila perlu) ditimbang sesuai dengan komposisi yang direncanakan, bahan tersebut dimasukkan ke dalam pencampur (mixer/pugmill). Waktu pencampuran harus sesingkat mungkin untuk mencegah oksidasi yang berlebih namun harus diperoleh penyelimutan yang seragam pada semua butir agregat. Pencampur terdiri dari ruang (chamber) dan poros kembar (twin shaft) yang dilengkapi dengan dengan kayuh atau pedal (paddle). Untuk menghasilkan pengadukan yang baik, pedal harus dalam kondisi baik (tidak aus) dan posisinya sedemikian rupa sehingga ruang bebas (clearance) antara ujung pedal dan dinding ruang pencampuran kurang dari 1,5 kali ukuran maksimum agregat. Pengisian yang terlalu banyak akan menyebabkan hasil pengadukan menjadi kurang sempurna, sementara pengisian terlalu sedikit tidak efisien.

Skematik Pencampur

PELAKSANAAN KONSTRUKSI Bagian 3 PELAKSANAAN KONSTRUKSI

Kegiatan Penghamparan Campuran Beraspal Pemeriksaan kesiapan alat penghampar Pemeriksaan campuran beraspal secara visual Pelaksanaan penghamparan dan pemadatan

Persiapan Peralatan Penghampar Alat penghampar mekanis bermesin (finisher) dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu jenis yang menggunakan roda karet dan jenis yang menggunakan roda rantai baja (track /crawler). Jenis track lebih tahan terhadap dorongan truk pada saat pengisian dan pada saat mendorong truk selama proses penghamparan. Jika finisher bergerak/bergeser akibat dorongan truk, maka hasil penghamparan akan menjadi kurang baik/tidak rata dan timbul bekas geseran. Jenis track mempunyai kecepatan yang lebih rendah dibandingkan dengan jenis ban karet. Kecepatan yang rendah tersebut dapat juga menyulitkan saat melakukan mobilisasi/demobilisasi alat dari satu lokasi penghamparan ke lokasi yang lain.

Bagian Alat Penghampar Unit Traktor (Tractor Unit) Unit Sepatu (Screed Unit)

Skematik Unit Alat Penghampar (1)

Skematik Unit Alat Penghampar (2)

Unit Traktor (Tractor Unit) Unit ini berfungsi menerima campuran beraspal dari truk dan kemudian mendistribusikan ke ulir pembagi (augers) dan selanjutnya ke unit sepatu (screed). Unit traktor dilengkapi dengan roda karet atau roda rantai besi (track), dan mempunyai mesin penggerak sendiri untuk bergerak ke depan, dan mendorong truk pengangkut ke depan jika diperlukan. Bagian-bagian utama dari unit ini adalah roda pendorong truk (truck push roller), pemasok (feeder) yang terdiri dari : penampung (hopper), penyalur (conveyor), pintu masukan (gate), dan ulir pembagi (auger).

Beberapa Catatan Penting dalam Operasional Pavement Finisher (1) 1) Roda atau rantai baja (tracks) Jika finisher menggunakan roda karet, maka tekanan roda harus diperiksa dan mempunyai tekanan yang sama untuk setiap roda. Jika menggunakan tracks harus terpasang dengan baik dan tidak terlalu kencang. Tekanan roda yang kurang atau pemasangan tracks yang kurang kencang dapat mengganggu pergerakan finisher dan berakibat hasil penghamparan tidak merata. Jenis roda dengan rantai baja (tracks) lebih tahan terhadap geseran akibat dorongan truk pada saat pengisian campuran beraspal, akan tetapi mempunyai kecepatan bergerak yang relatif lebih rendah.

Beberapa Catatan Penting dalam Operasional Pavement Finisher (2) 2) Roda pendorong (push rollers) Roda pendorong terletak di bagian depan dari penampung (hopper), dan berfungsi sebagai bidang kontak antara finisher dengan roda truk pengangkut. Roda pendorong harus bersih dan dapat berputar dengan bebas sehingga truk dapat bergerak ke depan seirama dengan pergerakan finisher. Jika roda pendorong tidak bersih dan tidak dapat bergerak dengan bebas maka roda truk akan slip dan berakibat tambahan beban bagi finisher, dan finisher menjadi sulit dikendalikan. Kadang-kadang dilengkapi juga dengan pengait yang menjaga roda pendorong (push roller) tetap menyatu dengan roda truk, sehingga pergerakannya menjadi seirama.

Beberapa Catatan Penting dalam Operasional Pavement Finisher (3) 3) Pemasok (feeder) Bagian ini memegang peranan yang penting dalam menghasilkan campuran beraspal panas yang seragam. Bagian-bagian utamanya adalah bak penampung (hopper), sayap-sayap (hopper wings), penyalur (conveyor), pintu masukan hopper (hopper gates), dan ulir pembagi (augers). Penampung (hopper) harus mempunyai sayap-sayap (hopper wings) yang dapat dilipat dan digerakkan. Sayap tersebut dilipat, pada saat muatan campuran aspal hampir habis atau untuk membuang sisa campuran beraspal yang sudah dingin. Pelipatan sayap-sayap pada hopper untuk menghabiskan campuran beraspal harus dilakukan sejarang mungkin, untuk menghindari terjadinya segregasi.

Alat Penghampar – Bagian 1

Beberapa Catatan Penting dalam Operasional Pavement Finisher (4) Jumlah campuran beraspal di dalam hopper diusahakan selalu memenuhi conveyor dengan tinggi menutupi pintu masukan penampung (hopper gate). Jumlah yang kurang dapat menyebabkan keseragaman tekstur permukaan menjadi buruk, karena adanya segregasi. Untuk itu kontinuitas kedatangan campuran aspal panas harus diperhatikan. Kontinuitas tersebut bergantung dari kelancaran produksi atau pengiriman campuran beraspal dan kecepatan penghamparan. Hopper harus dibersihkan secara rutin dari campuran aspal yang tersisa dan telah dingin. Bahan-bahan yang telah dingin harus dibuang di luar jalur lalu-lintas.

Beberapa Catatan Penting dalam Operasional Pavement Finisher (5) Di bagian bawah dari hopper terdapat conveyor dengan rantai penarik yang bergerak secara menerus mengalirkan campuran aspal dari hopper ke ulir pembagi (auger). Rantai penarik pada conveyor harus masih dalam kondisi baik dan tidak aus sehingga kontinuitas dan keseragaman aliran material terjaga. Ulir pembagi (auger) harus dapat membagi dengan arah gerak yang berlawanan untuk menempatkan campuran aspal secara merata di depan screed (sepatu) dan dapat disambung. Panjang auger dapat diperpanjang/diperpendek menyesuaikan dengan panjang screed dan lebar penghamparan, sehingga campuran terbagi dan teraduk secara merata. Jumlah campuran beraspal tidak boleh terlalu sedikit atau terlalu banyak sehingga memenuhi auger. Perubahan kuantitas campuran beraspal juga akan mempengaruhi efektivitas kerja unit sepatu (screed). Untuk itu kecepatan dari conveyor harus diatur sedemikian rupa sehingga material di auger seperti yang disarankan.

Alat Penghampar – Bagian 2 Jumlah Campuran Material pada Auger

Unit Sepatu (Screed Unit) Unit ini mempunyai dua fungsi utama yaitu ; (a) penghamparan campuran beraspal dengan tebal, kemiringan dan kerataan yang sesuai, dan (b) memberikan prapemadatan. Unit ini menentukan tekstur, lebar, ketebalan, dan kemiringan melintang dari campuran beraspal. Bagian-bagian dari unit ini adalah; lengan penarik sepatu (screed tow arms), pelat sepatu (screed plate), unit pemanas (heating unit), pemadat tumbuk (tamping bars) atau pemadat getar (vibrating). Hal yang perlu mendapat perhatian pada unit ini adalah sudut yang dibentuk antara pelat sepat (screed) dengan bidang horisontal. Sudut ini biasanya disebut sudut gesek atau sudut serangan (angle of attack). Sudut ini menentukan gaya tekan dan gesek yang diterima campuran beraspal, yang berarti juga menentukan tekstur dari campuran beraspal yang dihasilkan.

Kinerja Screed (1) Dengan posisi tersebut pelat screed menggantung dan berfungsi seperti setrika seirama dengan pergerakan alat penghampar ke depan. Dengan prinsip seperti itu maka sudut yang dibentuk antara pelat screed dengan bidang horisontal (angle of attack) dapat berubah sesuai perubahan keseimbangan gaya-gaya yang bekerja. Gaya-gaya yang bekerja akan selalu dalam kondisi keseimbangan (equilibrium). Gaya-gaya tersebut adalah, yaitu gaya tarik ke depan (P), gaya berat sendiri screed dan lengannya (W), dan gaya tahanan gesek campuran beraspal arah vertikal dan horisontal (V dan H)

Alat Penghampar – Bagian 3 Unit Sepatu (Screed Unit)

Kinerja Screed (2) Gaya tahanan campuran ditentukan oleh sudut yang dibentuk oleh pelat screed dengan bidang horisontal (sudut gesek). Jika terjadi perubahan salah satu gaya maka akan terjadi perubahan sudut pelat screed untuk mengimbanginya, sampai tercapai kondisi keseimbangan (equilibrium). Perubahan sudut tersebut dimungkinkan karena, pinsip screed yang menggambang/menggantung. Perubahan keseimbangan (equilibrium) dapat terjadi karena beberapa faktor, seperti misalnya jika terjadi perubahan kecepatan atau perubahan kuantitas campuran beraspal yang masuk ke pelat screed, dan perubahan temperatur campuran beraspal. Keseimbangan akan tercapai kembali kira-kira setelah alat penghampar bergerak sejauh 5 kali panjang lengan penarik (tow). Sementara itu sudut yang dibentuk antara pelat screed dengan bidang horisontal sangat menentukan ketebalan dan tekstur campuran beraspal yang akan dihasilkan.

Catatan Penting !(1) Pengaruh perubahan sudut pelat sepatu (screed) dengan bidang horisontal (angle of attack) pada tekstur dan ketebalan dari hamparan campuran aspal panas 1) Pengaruh perubahan kecepatan Sudut pelat screed dapat berubah jika terjadi perubahan kecepatan penghamparan, dan baru stabil kembali setelah terjadi keseimbangan (equilibrium). Penambahan kecepatan akan menyebabkan sudut yang dibentuk pelat screed mengecil, dan sebaliknya jika pengurangan kecepatan akan menyebabkan sudutnya membesar. Karena itu kecepatan dari alat penghampar harus dijaga tetap konstan selama proses penghamparan agar diperoleh tekstur dan ketebalan yang disyaratkan. Kecepatan alat penghampar disesuaikan dengan kapasitas produksi unit pencampur aspal. Sebagai contoh untuk produksi unit pencampur aspal (AMP) 454 ton (500 ton) per jam, untuk lebar penghamparan 3,7 m, dan ketebalan lapisan 5 cm (tebal padat), maka kecepatan alat penghampar (finisher) adalah sekitar 11,5 m per menit, atau dengan rumus : Kecepatan alat (meter/jam) = produksi AMP (m3/jam) / luas hamparan (m2)

Catatan Penting !(2) Pengaruh perubahan sudut pelat sepatu (screed) dengan bidang horisontal (angle of attack) pada tekstur dan ketebalan dari hamparan campuran aspal panas 2) Pengaruh dari perubahan kuantitas campuran beraspal yang masuk ke screed oleh karena prinsip sepatu (screed) yang menggantung/mengambang, maka apabila kuantitas campuran beraspal yang masuk ke screed terlalu berlebih, maka pelat screed berputar dan berakibat sudut yang dibentuk pelat screed berubah menjadi lebih besar. Dan sebaliknya jika campuran beraspal yang masuk berkurang, akan menyebabkan sudut tersebut mengecil, sampai kemudian tercapai kondisi keseimbangan (equilibrium). Perubahan kuantitas campuran beraspal yang masuk ke screed dapat disebabkan karena dihidupkan/dimatikan (on/off) pergerakan conveyor. Prosedur ini benar jika pintu masukan penampung (hopper flow gate) belum diatur secara benar dan pengaturan dilakukan dengan cara manual. Pengaturan secara manual memerlukan keahlian operator yang baik untuk menjamin kontinuitas aliran material ke screed. Jika memungkinkan disarankan untuk menggunakan sistem pengontrol pasokan otomatis, sehingga pasokan material dapat dijaga relatif konstan.

Catatan Penting !(3) Pengaruh perubahan sudut pelat sepatu (screed) dengan bidang horisontal (angle of attack) pada tekstur dan ketebalan dari hamparan campuran aspal panas 3) Pengaruh dari perubahan temperatur campuran beraspal Perubahan temperatur campuran beraspal juga dapat mempengaruhi perubahan sudut yang dibentuk pelat screed. Campuran beraspal yang dingin akan relatif kaku dan tekanan ke pelat screed menjadi lebih besar dan berakibat sudut pelat screed membesar. Demikian sebaliknya untuk campuran beraspal yang relatif lebih panas, akan menyebabkan sudut pelat screed mengecil, sampai kemudian mencapai kondisi keseimbangan (equilibrium).

Catatan Penting !(4) Pengaruh perubahan sudut pelat sepatu (screed) dengan bidang horisontal (angle of attack) pada tekstur dan ketebalan dari hamparan campuran aspal panas 4) Pengaruh dari penghentian operasi alat penghampar Jika alat penghampar (finisher) dapat dioperasikan secara terus menerus dengan kecepatan yang tetap, maka tekstur dan ketebalan campuran beraspal yang dihasilkan akan sangat baik. Pada umumnya alat penghampar (finisher) akan berhenti sementara jika truk pengangkut campuran beraspal terlambat datang, akibatnya akan terjadi perubahan sudut pelat screed. Harus diusahakan meskipun relatif sulit, agar truk datang secara kontinyu dan pengisian kembali dilakukan sebelum campuran beraspal dalam hopper berada di bawah elevasi pintu masukan (flow gate) hopper.

Catatan Penting !(5) Pengaruh perubahan sudut pelat sepatu (screed) dengan bidang horisontal (angle of attack) pada tekstur dan ketebalan dari hamparan campuran aspal panas 4) Pengaruh dari penghentian operasi alat penghampar … Alat penghampar diusahakan bergerak terus dengan kecepatan relatif konstan. Penghentian sementara dihindari sebisanya. Jika terjadi penghentian yang lama akibat dari sesuatu hal, maka perlu dipertimbangkan untuk menghentikan penghamparan dan menyiapkan konstruksi sambungan di lokasi tersebut. Selanjutnya dilakukan pemadatan untuk mencapai kerataan dan kepadatan yang disyaratkan. Seperti diketahui untuk mencapai kepadatan yang disyaratkan pengaruh temperatur sangat penting. Jika temperatur campuran beraspal yang berada di dekat/di bawah alat penghampar (finisher) dibiarkan dingin sampai di bawah temperatur pemadatan yang disyaratkan, maka pada segmen tersebut tidak akan tercapai kepadatan dan kerataan yang disyaratkan. Karena pentingnya pengaruh temperatur terhadap pencapaian kepadatan campuran beraspal yang disyaratkan, maka jika campuran beraspal telah dingin (temperaturnya di bawah persyaratan), campuran tersebut harus dibuang.

Pra-Pemadatan dalam Unit Screed Proses selanjutnya pada unit screed adalah pra-pemadatan dengan pemadat : Jenis pemadat tumbuk (tamping bars-type) Jenis pemadat getar (vibrating type).

Skematik Jenis Penambat Tumbuk 1) Jenis pemadat tumbuk (tamping bars type) Jenis ini memadatkan campuran beraspal dengan cara seperti menumbuk dan memposisikan material di bawah pelat screed, sesuai dengan ketebalan yang diinginkan.

Skematik Jenis Penambat Getar 2) Jenis pemadat getar (vibrating type) Prinsip kerja dari jenis pemadat getar secara umum serupa dengan jenis pemadat tumbuk (tamping bar type), perbedaanya hanya pada tenaga pemadat, yaitu dihasilkan dari penggetar elektrik.

Bagian Pendukung Screed Unit (1) 1). Pemotong screed (Screed strike-offs) Screed pada beberapa finisher dilengkapi dengan alat yang diletakkan pada ujung depan pelat screed dan biasanya disebut dengan pemotong (strike-off). Alat ini berfungsi mengontrol kuantitas campuran beraspal yang melewati depan screed dan juga mengurangi keausan yang mungkin terjadi pada ujung pelat screed.

Bagian Pendukung Screed Unit (2) 2). Pemanas screed (screed heaters) Screed dilengkapi dengan unit pemanas (heating unit) yang berfungsi memanaskan pelat sepatu (screed plate) pada awal operasi. Pemanas ini tidak difungsikan pada seluruh proses penghamparan, hanya di awal. Pemanasan screed dilakukan sampai dengan temperatur kurang lebih sama dengan temperatur campuran beraspal. Lamanya pemanasan berkisar antara 10 menit sampai 20 menit. Umumnya setelah pemanasan selama 10 menit, temperatur yang diperlukan telah tercapai dan pemanas dapat dimatikan. Harus dijaga jangan sampai terjadi kelebihan pemanasan yang dapat menyebabkan pelat screed melenting (menjadi tidak rata). Tidak diijinkan menggunakan pemanas screed ini untuk memanaskan campuran beraspal yang telah dingin, karena hanya bagian atas dari campuran beraspal yang akan panas. Jika pelat sepatu (screed plate) tidak dipanaskan pada awal operasi, maka hasil penghamparan campuran beraspal akan tampak kasar dan bertekstur terbuka, seperti halnya campuran yang terlalu dingin. Hasil penghamparan seperti itu akan tampak di awal dan akan hilang setelah temperatur pelat screed naik menyamai temperatur campuran beraspal.

Bagian Pendukung Screed Unit (3) 3) Pelengkap screed (screed accessories) Pelengkap screed umumnya terdiri dari tiga, yaitu pemanjang screed (screed extensions), sepatu pemotong (cut-off shoes), dan pelat slope (slope plates). Pemanjang screed digunakan untuk memperpanjang screed, sesuai dengan lebar penghamparan campuran beraspal. Pemanjangan dapat dilakukan sampai dengan lebar 7,3 m dalam satu kali penghamparan. Sepatu pemotong mempunyai fungsi sebaliknya, yaitu pelat metal yang digunakan untuk mengurangi lebar penghamparan. Pelat slope adalah pelat metal yang dapat digunakan mengukur sudut sampai dengan 450 .

Pengaturan Ketebalan dan Kemiringan Melintang (1) Selama pelaksanaan penghamparan perlu dilakukan pengaturan terhadap ketebalan dan kemiringan melintang hamparan campuran beraspal. Penyesuaian tersebut dapat dilakukan secara manual atau otomatis. Penyesuaian secara manual dilakukan oleh operator finisher. Untuk melihat tebal gembur penghamparan dapat dilakukan dengan alat pencolok ketebalan. Dari hasil pengukuran dengan alat pencolok tersebut, maka ketebalan hamparan dapat dirubah dan disesuaikan. Hal yang perlu diingat adalah setiap penyesuaian memerlukan waktu untuk sampai ke kondisi seimbang (equilibrium), seperti telah dibahas sebelumnya. Jarak untuk mencapai kondisi seimbang pada ketebalan diinginkan adalah kurang lebih 5 kali panjang lengan screed.

Pengaturan Ketebalan dan Kemiringan Melintang (2)

Pengaturan Ketebalan dan Kemiringan Melintang (3) Penyesuaian ketebalan dan kemiringan melintang juga dapat dilakukan dengan pengontrol otomatis. Akan tetapi penggunaannya memerlukan referensi yang dipakai sebagai acuan. Referensi tersebut dapat berupa referensi diam (stationary) atau referensi berjalan (travelling). Referensi yang diam, misalnya kawat baja yang dipasang memanjang di tepi perkerasan dengan elevasi sesuai rencana. Sistem pengontrol pada alat finisher akan secara otomatis mengatur ketinggian/elevasi dari pelat screed mengikuti elevasi dari kawat baja tersebut. Pemasangan garis referensi harus dilakukan dengan akurat, didasarkan pada pengukuran elevasi dengan alat ukur elevasi, dengan ketelitian yang diinginkan.

Gambar : Finisher (1) Pengaturan Otomatis dengan Referensi Diam dari Kawat Baja

Pengaturan Ketebalan dan Kemiringan Melintang (4) Sistem pengaturan otomatis yang kedua, yaitu dengan referensi berjalan, didasarkan pada prinsip pencatatan perubahan kontur perkerasan dan kemudian mengatur screed sesuai dengan ketebalan dan kemiringan melintang rencana Sistem otomatis mempunyai beberapa keuntungan dibandingkan dengan sistem pengoperasian secara manual, yaitu : Dapat dengan segera merubah/menyesuaikan ketebalan dan kemiringan melintang dibanding dengan cara manual, karena telah direncanakan terlebih dahulu. Tidak dipengaruhi oleh gerakan vertikal yang tidak biasa dari alat penghampar.

Gambar : Finisher (2) Pengaturan Otomatis dengan Referensi Berjalan

Pengaturan Ketebalan dan Kemiringan Melintang (5) Pemilihan pengontrol otomatis apakah pengontrol otomatis diam (stationary) atau pengontrol otomatis berjalan (travelling) ditentukan oleh empat faktor, yaitu : Kondisi permukaan dimana campuran beraspal akan dihampar, Derajat ketelitian, Ketebalan penghamparan, Kuantitas material yang tersedia.