2. Konsep dasar :
Mempunyai tebal yang cukup dan kekuatan
internal untuk menahan beban lalu lintas
Mencegah penetrasi atau akumulasi internal
dari kelembaban
Mempunyai permukaan yang halus, tahanan
geser dan tahan dalam pemakaian, perubahan
bentuk dan kerusakan oleh cuaca atau bahan
kimia
Perkerasan aspal
untuk lalu lintas kendaraan
4. Bahan aspal
Aspal bahan organik (hydrocarbon) yang komplek
yang diperoleh secara langsung atau melaui
proses tertentu
Aspal dapat berbentuk cair, semi padat dan padat
pada suhu 20 C
Aspal mempunyai sifat :
- Lengket
- Viscoelastis pada suhu kamar
- Berwarna coklat sampai hitam
5. Cara memperoleh aspal :
Aspal alam (native asphalt)
Aspal buatan (refinery asphalt)
Aspal Modifikasi
ASPAL
Aspal Minyak (Buatan)
(petrolueum asphalt)
Asphaltic Base Crude Oli
Parafin Base Crude Oli
Mixed Base Crude Oli
Aspal Keras atau Aspal Panas
(AC, asphalt cement)
Aspal Cair (cut back)
Rapid Curing (AC+benzene)
Medium Curing (AC+kerosene)
Slow Curing (AC+minyak berat)
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)
6. Aspal alam
Tidak dapat langsung digunakan
Nilai penetrasi yang rendah, titik lembek
yang tinggi, dan kemampuan mulur atau
kekenyalan yang rendah
Perlu bahan tambah sebagai modifier atau
peremaja, bahan pelunak, bahan pelarut
Asbuton diolah menjadi butiran yang lebih
kecil dan dicampur dengan modifier
8. Lake Asphalt (aspal danau) merupakan aspal yang
terbentuk secara alami hingga membentuk sebuah danau.
Danau Pitch yang terletak di La Brea, Trinidad,
merupakan danau aspal terbesar dan paling terkenal di
seluruh dunia. Aspal danau dari Trinidad ini dikenal
sebagai aspal berkualitas baik.
Banyak negara di dunia
termasuk Amerika,
China, Inggris,
Indonesia, dan lainnya
yang memanfaatkan
aspal ini untuk
perkerasan highway (jal
an raya)
maupun runway (landas
an pesawat terbang).
9. Rock Asphalt
Rock Asphalt adalah aspal gunung, atau juga disebut
batuan aspal karena aspal jenis ini berbentuk batuan.
Rock asphalt merupakan aspal yang terbentuk secara
alami dalam bentuk solid. Aspal ini merupakan aspal
alam produksi dari Pulau Buton, Sulawesi.
10. Aspal ini agak sulit dalam pengolahannya
menjadi aspal siap pakai, karena
bentuknya batu membuatnya sulit
diuraikan. Namun, belakangan aspal dari
Buton yang dikenal sebagai Asbuton /
Butas ini diteliti dan diuji ulang
menggunakan teknologi baru. Hasilnya,
tidak kalah dengan aspal Trinidad.
Aspal alam Pulau Buton yang berbentuk b
12. Proses terjadinya aspal
Proses terjadinya asbuton dan juga aspal alam
lainnya berawal dari adanya minyak bumi yang
kemudian terdestilasi secara alamiah karena
adanya intrusi magma. Bagian-bagian yang
ringan dari minyak bumi telah menguap
sementara residu yang berupa aspal/bitumen ini
terdesak, melalui patahan dan rekahan. Pada
proses asbuton, residu tersebut mengisi
lapisan batuan, masuk ke inti mineral
globigerines limestones yang ada di sekitarnya
membentuk formasi cincin dengan ikatan yang
sangat kuat/stabil.
13.
14. Refinery Operation
FIELD STORAGE TANKS
PUMPING
STATION
LIGHT
DISTILLATE
HEAVY
DISTILLATE
ASPHALT
CEMENTS
STORAGE
TOWER
DISTILLATION
RESIDUAL
CONDENSERS
AND
COOLERS
TUBE
HEATER
MEDIUM
DISTILLATE
OIL WELL
SOLVENTS
GASOLENE
JET FUEL
LUBRICANTS
HEATING OIL
Lighter molecules vaporize
Asphalt cement remains
Residual varies in consistency
15. Aspal buatan
Aspal buatan merupakan residu dari proses
destilasi minyak bumi. Karena destilasinya tidak
secara alamiah, sering disebut sebagai aspal
minyak.
Aspal jenis ini keras pada suhu ruang maka sering
disebut sebagai aspal keras dan untuk
mengolahnya perlu pemanasan terlebih dahulu,
maka sering juga disebut sebagai aspal panas.
Bahan baku minyak bumi yang baik untuk
pembuatan aspal adalah minyak bumi yang banyak
mengandung asphaltene dan hanya sedikit
mengandung parafin.
17. Beberapa jenis aspal yang dihasilkan dari proses
distilasi antara lain:
1. Aspal cair
Produksi jenis aspal cair didapat dari melarutkan
aspal keras dengan pelarut berbasis minyak yang
didapat dari proses distilasi.
– rapid curing: yang bahan pelarutnya cepat
menguap,
– medium curing: yang pelarutnya tidak begitu cepat
menguap dan
– slow curing: yang bahan pelarutnya lambat
menguap dengan bahan pelarut solar.
18. 2. Aspal keras
Merupakan hasil residu dari proses
destilasi sederhana dari fraksi ringan yang
terkandung dalam miyak bumi. Residu ini
dihasilkan dari destilasi hampa pada suhu
480o C atau bervariasi, tergantung dari
sumber minyak mentah yang digunakan.
19. 3. Aspal emulsi
Aspal jenis ini dihasilkan dari proses emulsi aspal
keras di mana proses tersebut merupakan proses
pemisahkan dan pendispersian partikel aspal keras
di dalam air yang sudah mengandung emulsifer.
Jenis emulsifer yang digunakan akan
mempengaruhi jenis dan kecepatan pengikatan
aspal emulsi yang nantinya akan dihasilkan.
Hasil dari aspal emulsi tersebut terdapat tiga jenis,
antara lain
1. aspal emulsi non ionic (bersifat netral),
2. aspal emulsi kationik (memiliki ion positif) dan
3. aspal emulsi anionic (memiliki ion negatif).
20. Aspal Modifikasi
Modifikasi bahan aspal didapat dengan
mencampur aspal keras dengan bahan
tambahan.
Bahan campuran tambahan yang populer
digunakan adalah polymer hadala, sehingga
bahan aspal modifikasi ini sering disebut
dengan aspal polymer.
21. Aspal polymer plastomer
Penambahan bahan polymer pada aspal
berfungsi untuk meningkatkan sifat @sik
campuran aspal dan sifat rheologinya.
Jenis polymer plastomer yang banyak
digunakan adalah EVA (Ethylene vinyle
acetate), Polyethilene dan Polypropilene.
Aspal polimer ini dibedakan menjadi dua
jenis yaitu:
22. Aspal polymer elastomer
Aspal jenis ini sering digunakan sebagai campuran
aspal keras karena dapat memperbaiki sifat rheologi
aspal yang meliputi penetrasi, kekentalan, titik
lembek dan elastisitas aspal keras.
Aspal polymer elastomer jenis SBS (Styrene butadiene
sterene), SBR (Styrene butadiene rubber), SIS
(Styrene isoprene styrene) dan karet hadala adalah
yang umum digunakan sebagai pencampur
penambah aspal keras.
Penambahan tersebut harus melewati uj laboratorium
karena jika berlebihan akan menimbulkan efek
negatif pada aspal.
23. Berdasarkan Nilai Penetrasi
Nilai Penetrasi
40-50 60-70 85-100 120-150 200-300
min max min max min max min max min max
Penetrasi (25C, 100 gr, 5 detik) 40 50 60 70 85 100 120 150 200 300
Titik Nyala (Cleveland Open), C 232 - 232 - 232 - 218 - 177 -
Daktilitas (25C, 5 cm per menit) 100 - 100 - 100 - 100 - 100 -
Kelarutan pada trichloroethele, % 99 - 99 - 99 - 99 - 99 -
Kehilangan berat, % - 0.8 - 0.8 - 1.0 - 1.3 - 1.5
Penetrasi setelah kehilangan berat 58 - 54 - 50 - 46 - 40 -
Daktilitas setelah kehilangan berat - - 50 - 75 - 100 - 100 -
Berdasarkan Nilai Viskositas
Nilai Viskositas
AC-2.5 AC-5 AC-10 AC-20 AC-30 AC-40
Viskositas, 60C (140F), poises 250 50 500100 1000 200 2000 400 3000600 4000 800
Viskositas, 135C (275F),Cs, Min 125 175 250 300 350 400
Penetrasi (25C, 100 gr, 5 detik) 220 140 80 60 50 40
Titik Nyala (C) 163 177 219 232 232 232
Kelarutan pada trichloroethene, % 99.0 99.0 99.0 99.0 99.0 99.0
Kehilangan Berat, % - 1.0 0.5 0.5 0.5 0.5
Sumber : AASHTO 1990
24. Bahan aspal mengandung :
- Karbon : 82 - 88%
- Hidrogen : 8 - 11%
- Sulfur : 0 - 6 %
- Oksigen : 0 - 1.5%
- Nitrogen : 0 - 1%
Unsur bahan aspal
25. Bitumen dapat dibagi menjadi 2 jenis ikatan
kimia yang disebut :
1. Asphalthene
2. Maltene
- resin
- aromatik
- saturate
Komposisi kimia bahan aspal
26. Jika kadar asphalthene meningkat akan
menyebabkan aspal menjadi semakin keras
dengan penetrasi rendah, titik lembek yang tinggi
serta viskositas yang tinggi.
Asphaltene 5 - 24 % dari komposisi aspal dan
mempengaruhi sifat rheologi aspal.
Asphaltene mempunyai berat molekul antara 1000
- 100.000 sma dengan ukuran partikel 5-30 nm.
Asphalthene
27. Resin berwarna coklat tua, berbentuk padat atau
semi padat dan dapat larut dalam n-heptane.
Proporsi antara resin dan asphaltene menentukan
sifat aspal sol atau gel. Pada saat aspal bersifat
sol, molekul-molekul asphaltene bergerak bebas
dan pada saat gel molekul-molekul asphaltene
akan mengikat resin yang dipisahkan dari aspal.
Resin mempunyai berat molekul antara 500-
50.000 sma dan besar partikel antara 1-5 nm.
Resin
28. Skema sifat Aspal pada keadaan Sol dan GEL
(Shell Bitumen Handbook 1991)
29. Aromat mempunyai berat molekul yang ringan
dimana 40-65% bagian dari aspal terdiri dari
partikel ini.
Aromat merupakan sebuah rangkaian rantai
karbon non polar dengan sistem cincin yang
dominan. Aromat juga mempunyai
kemampuan larut yang tinggi dalam
hidrokarbon.
Aromat
30. Berat molekul rata-rata hampir sama dengan
aromat.
Aspal terdiri 5-20% dari partikel ini.
Saturat
32. Kekakuan :
Aspal adalah material visko-elastis. Deformasi yang
disebabkan oleh suatu tegangan adalah fungsi dari
temperatur dan waktu pembebanan.
Pada temperatur yang tinggi atau pembebanan yang
lama, aspal akan berperilaku seperti cairan viskos.
Sebaliknya pada temperatur rendah dan pembebanan
yang sebentar aspal berperilaku sebagai zat padat
yang elastis. Pada suhu dan pembebanan
pertengahan, perilakunya menjadi visko-elastis
Sifat teknis aspal
33. Pengaruh Temperatur dan Waktu Pembebanan
Terhadap Kekakuan Aspal Pen 100
(Shell Bitumen Handbook 1991)
E = /
34. Sifat teknis aspal
Kuat tarik :
Sifat tarik aspal, sama seperti modulus kekakuan,
bergantung pada temperatur dan waktu pembebanan.
Putus terjadi pada kondisi tegangan yang tinggi.
Tegangan yang tinggi biasanya terjadi pada
temperatur rendah atau kekakuan tinggi, pada kondisi
ini regangan menjadi minimum saat terjadi putus.
Sebaliknya pada suhu yang lebih tinggi atau kekakuan
rendah, tidak akan terjadi putus pada pembebanan
yang sama, tapi akan terjadi deformasi.
35. Kekakuan fatigue :
Kekakuan aspal dapat berkurang dengan
pembebanan yang berulang (fatigue).
Kekakuan fatigue merupakan fungsi dari modulus
elastisitas.
Kekuatan berkurang selaras dengan bertambahnya
jumlah pembebanan. Efek pengulangan beban
berkurang dan pada angka modulus kekakuan
maksimum (S=E=2,7*109pa) kekakuan fatigue tidak
tergantung pada jumlah pengulangan beban
Sifat teknis aspal
37. Pengerasan aspal :
Kecenderungan aspal untuk mengeras di
bawah pengaruh udara :
- Oksidasi
- Kehilangan bahan yang mudah
menguap
- Pengerasan fisik
- Pengerasan bahan leleh
Sifat teknis aspal
38. Kepekaan terhadap suhu :
Aspal menunjukkan sifat termoplastik, artinya
aspal menjadi lebih lunak ketika dipanaskan
dan bertambah keras bila didinginkan.
Contoh persamaan akibat pengaruh
temperatur yang ada adalah persamaan
Pfeiffer dan Van Doormaal:
Sifat teknis aspal
Log P= AT + K
P = nilai penetrasi
T = temperatur (C)
A = kepekaan terhadap temperatur dari logaritma penetrasi
K = konstanta (0,015 – 0,06)
39. Asphalt Characterization
Flash Point: temperature at which a substance will ignite
with a open flame
Rolling Thin-Film Oven: indicator of the aging effect
of short term high temperatures when producing ACC.
Viscosity: rotational viscometer measures the viscosity at a
standard temperature (135C)
Complex Shear Modulus: dynamic shear rheometer
Flexural Creep: bending beam rheometer measure creep
stiffness
Tensile Strength
