Rekayasa Perkerasan Jalan Overview

Bahan perkerasan jalan Perkerasan jalan adalah segala jenis material konstruksi yang dihampar dan dipadatkan di atas lapisan tanah dasar Konstruksi perkerasan jalan: Perkerasan lentur/flexible pavement Agregat, sebagai tulangan Aspal, sebagai pengikat Perkerasan kaku/rigid pavement Semen, sebagai pengikat Uji terhadap bahan: Jenis bahan Keadaan fisik bahan Kualitas bahan

Konstruksi jalan: Tanah dasar, merupakan tanah yang dipadatkan, baik dari hasil galian maupun timbunan.tanah dasar memberi bentuk jalan Lapis pondasi, terdiri dari lapisan pondasi atas dan pondasi bawah. Distribusi beban dan kekuatan struktur ditentukan pada lapisan ini Lapis permukaan, merupakan lapisan yang kontak langsung dengan beban (roda kendaraan). Sudah termasuk lapis aus. Lapisan ini harus kuat, juga stabil dan memiliki daya tahan yang cukup kuat.

Contoh konstruksi perkerasan lentur

Contoh konstruksi perkerasan lentur

Bahan Agregat

Siklus Batuan Sedimentasi Pelapukan Sempurna Pemadatan Sementasi Kristalisasi Sedimentasi Batuan Sedimen Pemindahan (Transport) Erosi Pelapukan Pelapukan Sempurna Metamorfosis Batuan Beku Tanah Batuan Metamorf Magma Pendinginan Pemanasan

Pemilihan Agregat Agregat yang akan digunakan sebagai bahan perkerasan jalan tergantung dari : tersedianya bahan setempat mutu bahan bentuk/jenis konstruksi yang digunakan

Pemeriksaan/penelitian laboratorium 1. Ukuran dan gradasi (size and grading) 2. Kekerasan/keausan (toughness) 3. Ketahanan terhadap pelapukan (soundness) 4. Daya pelekatan terhadap aspal (affinity for asphalt) 5. Bentuk butir (shape) 6. Susunan/bentuk permukaan (surface texture) 7. Daya absorpsi (absorption) 8. Kebersihan (cleaness) 9. Berat jenis (specific gravity)

Penggolongan Agregat Berdasarkan Gradasi a. Agregat bergradasi pekat/rapat (dense-graded) b. Agregat bergradasi renggang/terbuka (open graded) c. Agregat bergradasi seragam (single size/uniform graded) d. Agregat bergradasi halus (fine graded) e. Agregat bergradasi celah (gap-graded)

Contoh Grafik Gradasi

Bentuk Agregat i.Rounded; ii. Irregular; iii. Angular; iv. Flaky; v. Elongated; vi. Flaky and Elongated

Alat Uji Agregat Aggregate Crushing Machine Aggregate Impact Machine

Los Angeles Abrasion Test Alat Uji Agregat Los Angeles Abrasion Test

Alat Uji Agregat Alat Pengukur Kepipihan Agregat Alat Pengukur Kelonjongan Agregat

Bahan Aspal

Definisi: Wikipedia Encyclopedia of Earth Asphalt is a sticky, black and highly viscous liquid or semi-solid that is present in most crude petroleums and in some natural deposits. It is most commonly modeled as a colloid, with asphaltenes as the dispersed phase and maltenes as the continuous phase (though there is some disagreement amongst chemists regarding its structure). In U.S. terminology, asphalt (or asphalt cement) is the carefully refined residue from the distillation process of selected crude oils. Outside North America, the product is called bitumen. Wikipedia Asphalt is a dark brown-to-black cement-like material obtained by petroleum refining and containing bitumens as the predominant component. Bitumen is a generic term for natural or manufactured black or dark-colored solid, semisolid, or viscous cementitious materials that are composed mainly of high-molecular weight hydrocarbons. The term includes tars and pitches derived from coal. Asphalt is used primarily for road construction and roofing materials due to its remarkable waterproofing and binding properties. The hard surfaces of roads, for example, depend on the ability of asphalt to cement together aggregates of stone and sand. Encyclopedia of Earth

Klasifikasi Aspal Berdasarkan Sumber Dan Penggunaannya Aspal Keras atau Aspal Panas (AC, asphalt cement) Aspal Buatan (petrolueum asphalt) Asphaltic Base Crude Oli Parafin Base Crude Oli Mixed Base Crude Oli Aspal Cair (cut back) Rapid Curing (AC+benzene) Medium Curing (AC+kerosene) Slow Curing (AC+minyak berat) ASPAL Aspal Emulsi (AC+air+asam/basa) Cathionic/Anionic Rapid Setting Cathionic/Anionic Medium Setting Cathionic/Anionic Slow Setting Aspal Alam (Native Asphalt) Lake Asphalt (Trinidad Lake) Rock Asphalt (Perancis, Swiss, Pulau Buton)

Klasifikasi Aspal Menurut AASHTO 0.5 1.0 - Kehilangan Berat, % 99.0 Kelarutan pada trichloroethene, % 232 219 177 163 Titik Nyala (°C) 40 50 60 80 140 220 Penetrasi (25°C, 100 gr, 5 detik) 400 350 300 250 175 125 Viskositas, 135°C (275°F),Cs, Min 4000± 800 3000±600 2000±­ 400 1000± 200 500±100 250± 50 Viskositas, 60°C (140°F), poises AC-40 AC-30 AC-20 AC-10 AC-5 AC-2.5 Nilai Viskositas Berdasarkan Nilai Viskositas 100 75 Daktilitas setelah kehilangan berat 46 54 58 Penetrasi setelah kehilangan berat 1.5 1.3 0.8 Kehilangan berat, % 99 Kelarutan pada trichloroethele, % Daktilitas (25°C, 5 cm per menit) 218 Titik Nyala (Cleveland Open), °C 200 150 120 85 70 max min Min 200-300 120-150 85-100 60-70 40-50 Nilai Penetrasi Berdasarkan Nilai Penetrasi

Penyulingan Aspal Buatan

Skema Analisis Menentukan Struktur Hidrokarbon Aspal

Pengujian-Pengujian Karakteristik Aspal 1. Pengujian Penetrasi 2. Pengujian Daktilitas 3. Pengujian Titik Lembek 4. Kepekaan Aspal terhadap Perubahan Suhu 5. Pengujian Viskositas 6. Pengujian Titik Nyala dan Titik Bakar 7. Pengujian Berat Jenis 8. Hilang dalam Pemanasan 9. Penyulingan Aspal Cair 10. Kadar Air dalam Minyak Bumi dan Bahan yang Mengandung Bitumen 11. Kelekatan Aspal dalam Batuan

Alat Pengujian Aspal Pengujian Penetrasi

Alat Pengujian Aspal Pengujian Titik Lembek Ring and Ball

Hubungan Suhu dan log Pen Aspal log PEN T2 log PEN = AT + K log PEN T1 log PEN (dmm) T (oC) T2 T1 K A Hubungan Suhu dan log Pen Aspal log Viskositas (cSt) Suhu (oC) log (170 ± 20) log (280 ± 30) Suhu pemadatan Suhu pencampuran Hubungan Suhu dan Viskositas Aspal

Temperature Susceptibility Persamaan dasar: logP = AT + K A = (log pen T1 – log pen T2)/(T1 – T2) A = (log pen T1 – log 800)/(T1 – SP) A  0,015 sampai 0,06 Persamaan PI: 50 A = (20 – PI)/(10 + PI) PI = (1952 – 500 log pen – 20SP)/(50log pen – SP – 120) ?

Alat Pengujian Aspal Pengujian Daktilitas Aspal Cetakan Benda Uji dalam Pengujian Daktilitas

Percobaan Titik Nyala dengan Alat Cleveland Open Cup Alat Pengujian Aspal Percobaan Titik Nyala dengan Alat Cleveland Open Cup

Percobaan Hilang dalam Pemanasan dengan Alat Pengujian Aspal Percobaan Hilang dalam Pemanasan dengan Alat Thin Film Oven

Percobaan Penyulingan Aspal Cair Alat Pengujian Aspal Percobaan Penyulingan Aspal Cair

Jenis Aspal vs Penggunaan

Spesifikasi Bitumen (Japan Road Association)

Karakteristik Campuran

Gradasi vs Sifat Perkerasan 1 1a. Gradasi Menerus (skematis) Proporsi Grafik Komulatif Ukuran Butir Grafik Ilustrasi Setting - Prinsip Interlocking - Sifat Kaku - Kebutuhan Aspal Sedang Ilustrasi Gradasi

Gradasi vs Sifat Perkerasan 2 1b. Gradasi Menerus (ilustrasi visual) Potongan campuran Bentuk Briket Marshall

Gradasi vs Sifat Perkerasan 3 2a. Gradasi Senjang (skematis) Proporsi Grafik Komulatif Ukuran Butir Grafik Ukuran yang hilang Ilustrasi Setting - Prinsip Suspensi Mortar - Sifat Lentur - Kebutuhan Aspal Tinggi Ilustrasi Gradasi

Gradasi vs Sifat Perkerasan 4 2b. Gradasi Senjang (ilustrasi visual) Potongan campuran Bentuk Briket Marshall

Gradasi vs Sifat Perkerasan 5 3a. Gradasi Seragam (skematis) Proporsi Grafik Komulatif Ukuran Butir Grafik Ilustrasi Setting Dominasi Ukuran - Prinsip Max Tekstur Makro - Sifat Kasar - Kebutuhan Aspal Khusus Ilustrasi Gradasi

Gradasi vs Sifat Perkerasan 6 3b. Gradasi Seragam (ilustrasi visual) Permukaan campuran Bentuk Briket Marshall

Rongga dalam Campuran 1 Ilustrasi Umum Rongga Aspal Y Agregat X Berat Vr = Vtotal – (Vy + Vx) Aspal Y Wtotal Vy = Y/(SGaspal x air) Vtotal Agregat X Vx = X/(SGagregat x air) Berat Volume

Rongga dalam Campuran 2 VMA, VIM, VFB/VFA Rongga Aspal Agregat VIM Kadar Aspal VFB VMA Agregat Absorbed

Specific Gravity 1 Apparent & Bulk SG Water-permeable Pores Vp Vp Water-impermeable Pores Wtotal Vi Vtotal Solid Aggregate Ws Vs Weight Volume SG Apparent = Ws / ((Vs + Vi) x water) SG Bulk = Ws / ((Vs + Vi + Vp) x water)

Specific Gravity 2 Apparent, Bulk & Effective SG Apparent SG: Rongga Permeable diisi bitumen sebanyak air yang bisa mengisinya Bulk SG: Rongga Permeable tidak terisi bitumen sama sekali Effective SG: Rongga Permeable terisi bitumen sebanyak bitumen yang bisa mengisinya

Specific Gravity 3 Effective SG Bitumen-permeable Pores Vb Vb Bitumen-impermeable Pores Wtotal Vc Vtotal Solid Aggregate Ws Vs Weight Volume SG Effective = Ws / ((Vs + Vc) x water) SG Effective = (Apparent SG + Bulk SG)/2

Perhitungan Proporsi By Weight By Volume Selisih Berat Agregat dan Campuran By Weight Proporsi Agregat Berat Agregat Berat Campuran Berat Aspal By Volume Proporsi Agregat, Aspal dan Rongga SG Agregat Proporsi Aspal SG Aspal Berat agregat Volume Agregat Volume Campuran Volume Aspal Berat aspal

Daur Ulang Perkerasan

Perkerasan Daur-ulang Perbaikan terhadap struktur perkerasan lentur pada prinsipnya mencakup: pelapisan ulang (overlaying), daur-ulang (recycling) dan rekonstruksi (reconstruction). Material dari perkerasan yang rusak (deteriorated) yang dikenal sebagai Perkerasan Aspal yang Diundang Kembali atau Reclaimed Asphalt Pavement (RAP), sebagian atau seluruhnya digunakan pada konstruksi baru. Digelar & dipadatkan + Diambil RAP Material Segar Aspal + Agregat 1: Eksisting 2: Pengambilan 3: Pencampuran 4: Penghamparan Kembali

Jenis Proses Daur-ulang Hot in-Place Recycling (Daur-ulang Panas di Lokasi) Cold in Place Recycling (Daur-ulang Dingin di Lokasi) Hot Central Plant Recycling (Daur-ulang Panas di Kilang) Cold Central Plant Recycling (Daur-ulang Dingin di Kilang)

Hot in-Place Recycling Daur-ulang Panas di Lokasi Sumber: Lebuhraya Malaysia (2005)

Cold in-Place Recycling Daur-ulang Dingin di Lokasi Sumber: EDP Consultant, USA (2006)

Hot Central Plant Recycling Daur-ulang Panas di Kilang Surge Hopper Main Unit RAP Feeding Drum Mixer Sumber: Fujian South Highway Machinery Co., Ltd., Japan (2006)

Cold Central Plant Recycling Daur-ulang Dingin di Kilang Sumber: Public Work Deparment, Malaysia (2005)

Kelebihan Perkerasan Daur-ulang Mempersingkat gangguan yang dirasakan pengguna Konservasi kebutuhan energi Preservasi kondisi lingkungan Memperkecil biaya konstruksi Konservasi kebutuhan material dasar (agregat dan aspal) Preservasi geometri perkerasan eksisting