## Journal of Scientech Research and Development Volume 4, Issue 1, June 2022
P-ISSN 2715-6974 E-ISSN 2715-5846 Open Access at: https://idm.or.id/JSCR/index.php/JSCR
ANALYSIS OF AGGREGATE TEMPERATURE USING THE SUBSITUTION METHOD ON STABILITY AND VOLUMETRIC OF MARSHALL IN ASPHALT CONCRETE
ANALISISIS TEMPERATUR AGREGAT DENGAN METODE SUBSITUSI TERHADAP STABILITAS DAN VOLUMETRIK MARSHALL PADA BETON ASPAL
Farid Harta 1 , Adrian Fadhli 2
Program Studi S1 Teknik Sipil Fakultas  Teknik dan Perencanaan  Universitas Ekasakti. E-mail: faridharta86@gmail.com
Diterima tanggal 03 juni 2022, disetuji tanggal 16 Juni 2022

## ARTICLE INFO ABSTRACT
Correspondent: Farid Harta faridharta86@gmail.com
Key words: Hotmix, Laston AC-WC, Marshall, Tempertur
Agregat. Website: http://idm.or.id/JSCR hal: 88- 95 This research was conducted to determine the effect of aggregate temperature on the properties of the Laston AC-WC mixture. This research was triggered by the findings of an investigation by the West Sumatra National Road Implementation Center on several Asphalt  Mixing  Plants  (AMP).  The  investigation  team  found several  cases  of  uncontrolled  temperature  during  the  hotmix production  process,  such  as  inaccurate  temperature  control, thermometers not working or not calibrating. This research was conducted by using the Marshall test at the West Sumatra BPJN
Testing Laboratory. Source of material from stock pile PT. Tri Jaya Putra.  Aggregate  temperatures  were  observed  ranging  from 155ºC,  175ºC,  195ºC,  215ºC,  235ºC,  each  carried  out  with  3 experimental samples. The results of this study indicate that the temperature  of  the  aggregate  has  a  significant  impact  on  the properties  of  the  asphalt  mixture.  The  higher  the  aggregate temperature,  the  stability  value  has increased, but on the other hand  the  melting  value  (flow)  has  decreased.  At  an  aggregate temperature  of  175ºC  the stability value increased by 1.8% and flow decreased by 4.9%, at an aggregate temperature of 195ºC the stability value increased by 4.1% and flow decreased by 11.7%, at an  aggregate temperature of 215ºC the stability value increased 8.8% and flow decreased by 20.3%, at an aggregate temperature of 235ºC the value stability increased by 20.6% and flow decreased by 45.2%. This research can be continued by considering the effect of aggregate temperature on the physical and chemical properties of asphalt after mixing, dynamic stability using a wheel tracking device, as well as a mixture fatigue test using a fatigue tool.
Copyright © 2017 JSR. All rights reserved .

## INFO ARTIKEL ABSTRAK
Farid Harta faridharta86@gmail.c om Kata kunci
Hotmix, Laston AC- WC, Marshall, Tempertur Agregat.
Website: http://idm.or.id/JSCR
hal: 88 – 95
Penelitian  ini  dilakukan untuk mengetahui pengaruh suhu agregat terhadap  sifat-sifat  campuran Laston AC-WC .  Penelitian ini dipicu oleh  temuan  penyelidikan  oleh  Balai  Pelaksanaan  Jalan  Nasional Sumatera  Barat  pada  beberapa Asphalt  Mixing  Plant  (AMP). Tim investigasi menemukan beberapa kasus yang tidak terkendali suhu selama  proses  produksi hotmix ,  seperti  pengendalian  suhu  tidak akurat,  termometer  tidak  berfungsi  maupun  tidak  terkalibrasi. Penelititan  ini  dilakukan  dengan  pengujian Marshall yang  di Laboratorium  Pengujian  BPJN  Sumatera  Barat.  Sumber  material dari stock  pile PT.  Tri  Jaya  Putra. Suhu agregat yang diamati mulai dari  155ºC,  175ºC,  195ºC,  215ºC,  235ºC,  masing-masing  dilakukan dengan  3  sampel  percobaan.  Hasil  penelitian  ini  menunjukkan bahwa  suhu  agregat  memiliki  dampak  signifikan  terhadap  sifat- sifat  campuran  aspal.  Semakin  tinggi  suhu  agregat  maka  nilai stabilitas  mengalami  peningkatan  akan  tetapi  sebaliknya  nilai pelelehan  ( flow )  mengalami  menurun. Pada  suhu  agregat  175ºC nilai  stabilitas meningkat 1.8% dan flow menurun 4.9%, pada suhu agregat  195ºC  nilai  stabilitas  meningkat  4.1%  dan flow menurun 11.7%, pada suhu agregat 215ºC nilai stabilitas meningkat 8.8% dan flow menurun  20.3%,  pada  suhu  agregat  235ºC  nilai  stabilitas meningkat  20.6%  dan flow menurun  45.2%. Penelitian  ini  dapat dilanjutkan  dengan  mempertimbangkan  pengaruh  suhu  agregat terhadap  sifat-sifat  fisik  dan  kimia  bahan  aspal  setelah pencampuran, stabilas dinamis dengan alat wheel tracking , maupun uji kelelahan campuran dengan alat fatique.
Copyright © 2017 JSR. All rights reserved .

## PENDAHULUAN
Lapisan di mana lalu lintas berjalan disebut lapisan permukaan ( surface course ) atau Laston AC-WC . Sebagai  bagian dari perkerasan lentur ( flexible pavement ), lapisan ini harus  memenuhi  persyaratan  yang  tangguh  untuk  menahan  deformasi  oleh  lalu lintas,  keawetan,  tahan  terhadap  pengaruh  cuaca,  abrasi  oleh  lalu  lintas  dan kelelahan,  memberikan  tingkat  ketahanan  geser,  serta  kekuatan  lapisan  ini  juga berkontribusi  melindungi  struktur  perkerasan  lapisan bawah (Shell, 2015). Fungsi tersebut  dapat  tercapai  apabila  bahan  yang  digunakan,  proses  perancangan, produksi, serta pelaksanaan di lapangan memenuhi ketentuan. Pada proses produksi campuran  beraspal  panas  ( hotmix ),  aspal  dipanaskan  pada  tangki  aspal  ( asphalt storage ) dan agregat dipanaskan dengan alat pengering ( drayer ). Pemanasan agregat dan aspal harus dilakukan pada suhu tertentu untuk memperoleh kekentalan aspal yang  mencukupi  dalam  pencampuran  (Direktorat  Jenderal  Prasarana  Wilayah (2004),.
Namun  demikian  dalam  pelaksanaannya  di Asphalt  Mixing  Plant ( AMP ),  proses pemanasan  agregat  terkadang  menyimpang  dari  yang  disyaratkan.  Tahun  2008 Direktorat Jenderal Bina Marga mengeluarkan rekomendasi Pedoman Pemeriksaan
AMP No. 001/BM/2007. Tim Pemeriksa dari Balai Pelaksanaan Jalan Nasional III yang membawahi jaringan jalan nasional di wilayah Provinsi Sumatera Barat. Dari hasil pemeriksaan, Tim menemukan beberapa ketidaksesuaian dalam pelaksanaan pengendalian  mutu  pada  proses  pencampuran,  diantaranya  pemanasan  agregat melebihi  suhu  yang  ditentukan,  thermometer  tidak  berfungsinya  dan  tidak terkalibrasi serta suhu yang tidak akurat dikendalikan oleh operator.

## TINJAUAN PUSTAKA
Beton Aspal Campuran Panas ( hotmix)
Campuran beraspal panas atau yang dikenal dengan hotmix terdiri dari campuran antara agregat, aspal dan atau tanpa bahan tambahan yang dicampur secara merata di  instalasi  pencampuran  pada  suhu  tertentu,  kemudian  dipadatkan  sehingga terbentuk beton aspal padat (Sukirman, 2003).

## Temperatur Pencampuran dan Pemadatan
Beton  aspal  yang  dirancang  sesuai  dengan  Spesifikasi  menjamin  bahwa  asumsi rancangan yang berkenaan dengan kadar aspal, rongga udara, stabilitas, stabilitas, kelenturan  dan  keawetan  sesuai  dengan  lalu-lintas  rencana.  Bila  agregat  akan dicampur  dengan  bahan  aspal,  maka  agregat  harus dikeringkan dan dipanaskan terlebih dahulu dengan temperatur dalam rentang yang disyaratkan untuk bahan aspal, tetapi tidak pelampaui 10ºC diatas temperatur bahan aspal (Bina Marga, 2018).
Tabel 1. Ketentuan viskositas & temperatur aspal untuk pencampuran
Prosedur Pelaksanaan Viskositas Aspal (Pa.s) Perkiraan temperatur (ºC) Pencampuran benda uji Marshall 0,17 ± 0,02 155 ± 1 Pemadatan benda uji Marshall 0,28 ± 0,03 145 ± 1 Rentang temperatur Pencampuran 0,2 - 0,5 145 – 155
Faktor  penyebab  kerusakan  jalan  antara  lain adalah karena proses pencampuran dilakukan  di  instalasi  pencampuran  sering  pada  temperatur  yang  tidak  tepat, pengendalian  temperatur  yang  tidak  sesuai  dengan  yang  disyaratkan  akan mempengaruhi karakteristik campuran beton aspal (Aschuri, 2011). Penyimpangan pada proses produksi campuran beraspal sebagian besar terjadi pada pengendalian temperatur agregat di AMP , dampak dari pemanasan agregat yang berlebihan ( over heating )  akan  mempengaruhi  konsistensi  serta  durabilitas  sehingga  aspal  akan mudah  mengalami  oksidasi  dan  pelapukan,  tentunya  juga  akan  mempengaruhi kinerja campuran (Mahmud, 2007).
Suhu  perkerasan  beraspal  telah  banyak  dipelajari  oleh  banyak  peneliti  selama bertahun-tahun (Gedafa et.al, 2014; didalam Yossafra et.al, 2017). Beberapa peneliti yang  telah  melakukan  penyelidikan,  pengaruh  dari  variasi  suhu  campuran (Yuristian,  2014),  variasi  waktu  pencampuran  (Yumardi,  2015;),  variasi  suhu pemadatan (Yossafra et.al, 2017; Kalani F et.al 2015; Widodo. S., 2013), atau variasi suhu aspal (Kumalasari, 2003). Akan tetapi penelitian tersebut masih terbatas, secara langsung  belum  menunjukkan  hubungan  kinerja  beton  aspal  terhadap  pengaruh suhu agregat.

## Pengujian Marshall
Kinerja beton aspal padat dapat ditentukan melalui pengujian benda uji Marshall , baik yang dipadatkan di laboratorium maupun di lapangan (Sukirman, 2003). Secara analitis, sifat volumetrik beton aspal (Gmb, VIM, VMA, dan FVB) dapat diketahui dengan cara penimbangan dan perhitungan. Sedangkan nilai deformasi beton aspal dilakukan dengan alat Marshall . Alat Marshall merupakan alat tekan yang dilengkapi dengan proving  ring untuk  mengukur  stabilitas  dan flowmeter untuk  mengukur kelelehan plastis atau flow.

## METODE PENELITIAN
Penelitian bertujuan untuk mengetahui pengaruh penyimpangan temperatur agregat dari suhu standar terhadap sifat-sifat Marshall pada Laston AC-WC. Penelitian ini dilakukan  di  Laboratorium Pengujian Balai Pelaksanaan Jalan Nasional  Sumatera Barat, alamat Jalan Jati No. 109 Padang,
Metode penelitian menggunakan kuantitatif dengan tujuan menguji hipotesis yang telah  ditentukan  (Sugiyono,  2016).  Dalam  penelitian  terdapat  dua  variabel  yaitu temperatur agregat sebagai variabel bebas (independent variable) dan nilai stabilitas serta  pelelehan  sebagai  variabel  terikat (dependent  variable) .  Untuk  mengukur kuantitas  bahan  penelitiaan,  peneliti  merujuk  pada  ketentuan  yang  disyaratkan Spesifikasi Umum Bina Marga 2018 - Revisi 2.
Tahap pengumpulan data pengujian di laboratorium ditunjukan pada gambar sebagai berikut:

## Gambar 1. Proses penelitian di laboratorium.
Bahan yang digunakan untuk rancangan campuran dalam penelitian ditinjukan pada Tabel 2. Variasi suhu agregat yang dilakukan pada campuran ditunjukan pada Table 3 :
Tabel 2. Bahan penelitian Jenis Bahan Sumber Agregat Kasar Split 1-2 PT. Tri Jaya Putra Agregat Medium Split 0.5-1 PT. Tri Jaya Putra Agregat Halus Abu batu PT. Tri Jaya Putra Aspal Type 1 Pen 60/70 PT. Multitrading Filler Semen Semen padang persiapa n bahan pemeriksaan karakteristik campuran pemeriksaa n mutu bahan pembuatan rancangan campuran dan benda uji Marshall pembuatan  benda uji Marshall dengan variasi suhu agregat memenuhi spesifikasi ? analisis hasil ya tidak tidak ya memenuhi spesifikasi ?
Tabel 3. Suhu pencampuran, lama waktu pencampuran dan suhu pemadatan.
variasi suhu agregat (ºC) suhu aspal (ºC) lama pencampuran (s) suhu pemadatan (ºC) 155 145 35 145 175 145 35 145 195 145 35 145 215 145 35 145 235 145 35 145

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh yang terjadi akibat variasi suhu agregat pada campuran beraspal terhadap sifat-sifat Marshall dapat  dilihat  pada  Tabel  4.  Semakin  tinggi  suhu  agregat  nilai volumetrik ( Gmb, VIM, VMA, dan FVB ) mengalami perubahan namun nilai tersebut masih memenuhi toleransi yang disyaratkan Spesifikasi Bina Marga. Semakin tinggi suhu agregat maka nilai stabilitas akan mengalami peningkatan dan sebaliknya nilai pelelehan ( flow ) mengalami menurun.
Tabel 4. Hasil pengujian Marshall dengan variasi suhu agregat
Suhu Agregat (ºC) Gmb (gr/cc) VMA (%) VIM (%) VFB (%) Stab (kg) Flow (mm) 155 2,359 15,58 4,12 73,54 1296,2 3,40 175 2,356 15,69 4,25 72,93 1326,1 3,16 195 2,355 15,73 4,29 72,74 1385,8 2,85 215 2,353 15,79 4,36 72,41 1408,6 2,64 235 2,353 15,80 4,37 72,33 1535,9 1,96 Spesifikasi Min. 15 3 - 5 Min. 65 Min. 800 2 - 4 Persentase pengaruh suhu agregat terhadap sifat-sifat campuran dilihat pada gambar berikut :

## Hubungan pengaruh suhu agregat terhadap volumetrik beton aspal
Nilai  volumetrik  beton  aspal  (Gmb,  VIM,  VMA, dan FVB) diketahui dengan cara penimbangan benda uji dan perhitungan berdasarkan berat kering, berat dalam air, dan berat SSD. Dari hasil pengujian terlihat, semakin meningkat suhu agregat pada campuran  maka,  maka  nilai  kepadatan (Gmb) tidak  mengalami  perubahan  yang signifikan. Rongga dalam agregat ( VMA) mengalami peningkatan akan tetapi masih memenuhi spesifikasi Bina Marga yaitu minimal 15%. Nilai Rongga dalam campuran ( VIM) mengalami peningkatan mendekati batas maksimum namun masih memenuhi spesifikasi  Bina  Marga  yaitu  dalam rentang 3% sampai dengan 5%.  Rongga yang terisi  aspal  ( VFB) pada  campuran  mengalami  penurunan  akan  tetapi  masih memenuhi spesifikasi Bina Marga yaitu minimal 65%.

## Hubungan suhu agregat terhadap stabilitas Marshall
Nilai stabilitas Marshall dihitung berdasarkan hasil perkalian bacaan arloji dengan nilai  kalibrasi proving  ring. Grafik di atas menunjukan bahwa semakin meningkat suhu  agregat  pada  campuran  maka  nilai  Stabilitas Marshall (stability) mengalami peningkatan. Pada suhu agregat 155ºC (temperatur yang disyaratkan) nilai stability didapatkan 1.296,2kg. Pada temperatur agregat 175ºC nilai stability 1.326,1kg atau meningkat  1.8%.  Pada  temperatur  agregat  195ºC  nilai stability 1.385,8kg  atau meningkat 1.8%.
Hubungan suhu agregat terhadap pelelehan ( flow )
Berdasarkan  grafik  di  atas terlihat bahwa semakin meningkat temperatur agregat maka nilai Flow mengalami penurunan. Pada temperatur agregat 155ºC (suhu yang disyaratkan) nilai flow didapatkan 3,57 mm,  pada temperatur agregat 175ºC nilai flow 3,40 mm atau menurun -4.9%, pada temperatur agregat 195ºC nilai flow 3,15 mm atau menurun -11.7%, pada temperatur agregat 215ºC nilai flow 2,85 mm atau menurun - 20.3%, pada temperatur agregat 235ºC nilai flow 1,96 mm atau menurun -45.2%. Pada
penelitian ini nilai yang didapatkan pada temperatur agregat 155ºC, 175ºC, 195ºC, 215ºC masih memenuhi ketentuan kecuali pada temperatur agregat 235ºC. Nilai flow yang disyaratkan spesifikasi Bina Marga 2018 untuk Laston AC-WC minimal 2 mm dan maksimal 4 mm.

## SIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan, maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Semakin  tinggi  suhu agregat pada campuran beraspal akan meningkatkan nilai stabilitas tetapi nilai pelelehan ( flow ) menurun. Ditinjau dari pengujian marshall yaitu:
a. Suhu  agregat  175ºC  nilai stability meningkat  1.8%  dan  flow  menurun 4.9%,
b. Suhu  agregat  195ºC  nilai stability meningkat  4.1%  dan  flow  menurun 11.7%,
c. Suhu  agregat  215ºC  nilai stability meningkat  8.8%  dan  flow  menurun 20.3%,
d. Suhu  agregat 235ºC nilai stability meningkat 20.6% dan flow menurun 45.2%.
2. Pada  suhu  agregat  235ºC,  nilai flow didapatkan  1,96  mm,  sehingga  tidak memenuhi spesifikasi Bina Marga  yakni minimal 2 mm sampai dengan 4 mm untuk Laston AC-WC.
3. Semakin tinggi suhu agregat nilai volumetrik mengalami perubahan namun masih memenuhi toleransi yang disyaratkan Spesifikasi Bina Marga, ditinjau dari pengujian marshall yaitu :
a. Kepadatan (Gmb) tidak mengalami perubahan yang signifikan.
b. Rongga dalam agregat ( VMA) mengalami peningkatan akan tetapi masih memenuhi spesifikasi Bina Marga yaitu minimal 15%.
c. Nilai Rongga dalam campuran ( VIM) mengalami peningkatan mendekati batas maksimum namun masih memenuhi spesifikasi Bina Marga yaitu dalam rentang 3% sampai 5%.
d. Rongga yang terisi aspal ( VFB) pada campuran mengalami penurunan akan tetapi masih memenuhi spesifikasi Bina Marga yaitu minimal 65%.

## DAFTAR PUSTAKA
Direktorat  Jenderal  Prasarana  Wilayah  (2004),  Pedoman  Pekerjaan  Campuran Beraspal Panas, Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah, Jakarta
Filino,  K.,  Yossyafra.,  Elsa,  E.P.,  (2015).  Pengaruh  Suhu  Pemadatan  Terhadap Stabilitas Dinamis & Umur Layanan Lapisan Perkerasan AC-WC, Prosiding 2nd Andalas Civil Engineering National Conference; Padang, 13 Agustus 2015
Kementerian  Pekerjaan  Umum  (2018).  Spesifikasi  Umum  Bina  Marga  ,  Revis  2, Bintek, Jakarta
Sugiyono, (2016). Metode Penelitian Kombinasi (Mixed Methods). Alfabeta: Bandung Sukirman. S (2003). Beton Aspal Campuran Panas, Granit, Jakarta
Widodo. S., B. S. Subagio, B. H. Setiadji (2013). Resistance of Fine Graded Asphalt
Concrete  Wearing  Course  to  Rutting  at  Verying  Temperaturs  and  Densities, Journal of Civil and Environmental Reserch, (IISTE), Vol. 3, no.13, p84 – 89.
Yossyafra, M. Aminsyah, et al, (2017). Prediction Of Service Life Of Asphalt Concrete Wearing Course Using Wheel Tracking Test Data For Temperatur Variation In Mixing And Compaction Process, International Journal of Civil Engineering and Technology (IJCIET), Vol. 8, Issue 10, Oktober, p1039 - 1049.
Yuristian  (2014).  Kajian  Deformasi,  Stabilitas  Dinamis  dan  Umur  Rencana  Dari Campuran Laston Lapis Aus (AC-WC) menggunakan Aspal Pen 60-70 Akibat Variasi Temperatur Pencampuran, Tesis, Universitas Andalas, Padang
Yumardi (2015). Kajian Deformasi, Stabilitas Dinamis dan Prediksi Umur Layanan dari  Campuran  Asphalt  Concrete  Wearing  Course  Menggunakan  Aspal Penetrasi 60/70 Akibat Variasi Lama Waktu Pencampuran, Tesis, Universitas Andalas, Padang.
Mulyono, TA,1995, Pengaruh Perubahan Suhu dan Waktu Pemcampuran Terhadap Sifat-sifat Marshal Hot Rolled Shee (HRS), Forum Teknik, Jilid 19 No 1
Kumalasari, R, (2003), Pengaruh Suhu  Pencampuran  Aspal  Terhadap  Karakteristik Campuran    Aspal    Agregat    Gradasi    Superpave    Dengan    Filler    Halus Berdasarkan Uji Marshall, Tesis, MSTT, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Shell (2015), The Shell Bitumen Handbook, Sixth edition, Shell Bitumen, UK