QWorks Civil Learning
Materi dasar / Material dan laboratorium
L1 DasarSpesifikasi Umum 2025Beta

Sifat aspal

Aspal keras pada pagi yang dingin, melunak di jalan yang panas pada siang hari, dan cair saat dicampur di AMP. Topik ini membaca sifat itu dari tiga uji laboratorium: penetrasi, titik lembek, dan viskositas. Hasilnya dipakai untuk menerima aspal dan menentukan suhu campur dan suhu pemadatan.

Kerjakan soal dengan angkamu di Step SolverBuka versi interaktif
Tujuan dan prasyarat

Setelah topik ini Anda mampu

  1. Menjelaskan prosedur uji penetrasi dan titik lembek serta arti satuan dmm.
  2. Menghitung kepekaan suhu A dan indeks penetrasi PI dari penetrasi dan titik lembek.
  3. Memperkirakan penetrasi pada suhu lain dari nilai A.
  4. Menentukan rentang suhu campur dan suhu pemadatan dari grafik log viskositas–suhu.
  5. Memeriksa hasil uji aspal pen 60/70 terhadap batas spesifikasi.
Prasyarat

Logaritma basis 10 dan grafik semilog; bahan perkerasan jalan.

Dipakai lagi di

Campuran aspal panas (Marshall), tebal perkerasan, pemeliharaan jalan.

Setara

1 pertemuan kuliah dan 1 praktikum · sekitar 2 jam belajar mandiri

Intuisi

Aspal seperti cokelat batangan

Cokelat dari kulkas keras dan bisa patah. Di tangan ia melunak, dan di panci ia cair. Aspal sama, hanya rentang suhunya lebih tinggi. Geser suhu dan lihat bentuk segumpal aspal pen 60/70.

Teori dan rumus

Konsistensi aspal berubah dengan suhu

Aspal adalah bahan viskoelastis: kekakuannya bergantung pada suhu dan lama pembebanan. Uji penetrasi mengukur kekerasan pada suhu kerja jalan, titik lembek mengukur suhu saat aspal mulai mengalir, dan viskositas mengukur keenceran pada suhu campur. Ketiganya dihubungkan oleh kepekaan suhu.

Penetrasi
pen = kedalaman jarum standar (satuan 0,1 mm = 1 dmm), beban 100 g, 5 detik, 25 °C
SNI 2456:2011
Titik lembek
TTL = suhu saat aspal dengan bola baja turun 25,4 mm, pemanasan 5 °C/menit
SNI 2434:2011
Kepekaan suhu dari dua penetrasi
A = [log pen(T1) − log pen(T2)] / (T1 − T2)
Kepekaan suhu dari titik lembek
A = (log 800 − log pen25) / (TTL − 25); pen di titik lembek dianggap 800 dmm
Pfeiffer–Van Doormaal
Indeks penetrasi
PI = (20 − 500·A) / (1 + 50·A)
Penetrasi pada suhu lain
pen(T) = pen25 · 10A·(T − 25)
Garis viskositas semilog
log η = a + b·T; b = (log η2 − log η1) / (T2 − T1); T(η) = (log η − a) / b
Asphalt Institute MS-2
Kriteria viskositas suhu kerja
campur ≈ 0,17 ± 0,02 Pa·s; padat ≈ 0,28 ± 0,03 Pa·s (isian)
MS-2: 170 ± 20 dan 280 ± 30 cSt

Satuan: penetrasi dalam dmm (0,1 mm), suhu dalam °C, viskositas dinamis dalam Pa·s (1 Pa·s = 1.000 cP). Viskositas kinematis (cSt = mm²/s) sama dengan viskositas dinamis dalam mPa·s dibagi massa jenis aspal pada suhu uji dalam g/cm³ (sekitar 0,95 pada 135–165 °C; berat jenis aspal pada 25 °C sekitar 1,03). Log berarti logaritma basis 10.

Membaca nilai PI

Garis log penetrasi terhadap suhu hampir lurus. Kemiringannya A. Makin curam garisnya, makin cepat aspal melunak saat panas dan mengeras saat dingin. PI mengubah A menjadi angka yang mudah dibandingkan: PI rendah berarti peka suhu.

PISifatAkibat di jalan
Sekitar −3 atau lebih rendahSangat peka suhuLunak di siang hari (alur), getas di malam dingin
Sekitar −1,5 sampai +1Rentang umum aspal jalanPerilaku biasa aspal penetrasi
Jauh di atas +2Kurang peka suhuKhas aspal yang dioksidasi (ditiup udara) atau dimodifikasi

Aspal pen 60/70 dan spesifikasi

Angka 60/70 berarti penetrasi pada 25 °C antara 60 dan 70 dmm. Spesifikasi Umum 2025 Divisi 6 juga membatasi titik lembek, daktilitas, titik nyala, kelarutan, berat jenis, viskositas pada 135 °C, serta sifat setelah penuaan buatan RTFOT (kehilangan berat dan penetrasi tertahan). Topik ini tidak menyalin tabel itu. Di studi kasus, batasnya berupa isian bernilai contoh yang Anda salin dari tabel ketentuan aspal keras pada Divisi 6.

Suhu campur dan suhu pemadatan

  1. Ukur viskositas aspal pada dua suhu, biasanya 135 °C dan 165 °C.
  2. Gambar keduanya di grafik log η terhadap suhu, lalu tarik garis lurus.
  3. Baca suhu pada pita viskositas campur dan pita viskositas pemadatan.
  4. Pakai titik tengah pita sebagai suhu sasaran di laboratorium (pembuatan benda uji Marshall) dan rentangnya sebagai batas di AMP dan lapangan.

Garis lurus semilog adalah pendekatan praktis untuk rentang 135–165 °C. Untuk rentang suhu yang lebar, hubungan ini melengkung dan grafik baku memakai skala log-log. Aspal modifikasi polimer biasanya memakai suhu dari produsen, bukan cara ini.

Acuan: Read dan Whiteoak, The Shell Bitumen Handbook (indeks penetrasi Pfeiffer–Van Doormaal); Asphalt Institute, MS-2 Asphalt Mix Design Methods (kriteria viskositas suhu kerja); SNI 2456:2011 Cara uji penetrasi aspal; SNI 2434:2011 Cara uji titik lembek aspal; Spesifikasi Umum Bina Marga 2025 Divisi 6 (batas mutu aspal keras, diisi pengguna).

Contoh soal terurai

3 contoh, dari dasar ke terapan

Contoh 1 · indeks penetrasidasar

Aspal pen 60/70 diuji di laboratorium. Rata-rata tiga tusukan penetrasi pada 25 °C adalah 65 dmm, dan titik lembeknya 50,0 °C. Hitung kepekaan suhu A, indeks penetrasi PI, dan perkiraan penetrasi pada 15 °C.

  1. Kepekaan suhu

    Rumus
    A = (log 800 − log pen25) / (TTL − 25)
    Substitusi
    A = (2,9031 − 1,8129) / (50 − 25) = 1,0902 / 25
    Hasil
    A = 0,04361 per °C

  2. Indeks penetrasi

    Rumus
    PI = (20 − 500·A) / (1 + 50·A)
    Substitusi
    PI = (20 − 21,80) / (1 + 2,180) = −1,80 / 3,180
    Hasil
    PI = −0,57

  3. Penetrasi pada 15 °C

    Rumus
    pen(15) = pen25 · 10A·(15 − 25)
    Substitusi
    pen(15) = 65 × 10−0,4361 = 65 × 0,3663
    Hasil
    pen(15) = 23,8 dmm
Artinya: PI −0,57 berada di rentang umum aspal jalan. Turun 10 °C saja, penetrasi tinggal sepertiganya: aspal jauh lebih kaku di pagi hari dibanding siang hari.
Contoh 2 · suhu campur dan pemadatanmenengah

Aspal yang sama diuji viskositas rotasional: 0,40 Pa·s pada 135 °C dan 0,11 Pa·s pada 165 °C. Tentukan rentang suhu campur (η 0,15–0,19 Pa·s) dan rentang suhu pemadatan (η 0,25–0,31 Pa·s) untuk pembuatan benda uji Marshall.

  1. Kemiringan garis semilog

    Rumus
    b = (log η165 − log η135) / (165 − 135)
    Substitusi
    b = (−0,9586 − (−0,3979)) / 30 = −0,5607 / 30
    Hasil
    b = −0,01869 per °C

  2. Suhu campur

    Rumus
    T = 135 + (log η − log 0,40) / b
    η = 0,19 Pa·s
    T = 135 + (−0,7212 + 0,3979) / (−0,01869) = 152,3 °C
    η = 0,15 Pa·s
    T = 135 + (−0,8239 + 0,3979) / (−0,01869) = 157,8 °C
    Hasil
    suhu campur 152,3–157,8 °C

  3. Suhu pemadatan

    η = 0,31 Pa·s
    T = 140,9 °C
    η = 0,25 Pa·s
    T = 145,9 °C
    Hasil
    suhu pemadatan 140,9–145,9 °C
Artinya: Benda uji dicampur sekitar 155 °C dan dipadatkan sekitar 143 °C. Bila aspal lebih kental, garis bergeser ke kanan dan kedua suhu naik.
Contoh 3 · PI dari dua penetrasiterapan

Laboratorium proyek tidak punya alat cincin dan bola, tetapi mengukur penetrasi pada dua suhu: 22 dmm pada 15 °C dan 64 dmm pada 25 °C. Hitung A dan PI, lalu perkirakan titik lembek ekuivalen T800. Bandingkan dengan titik lembek 49,0 °C dari laboratorium lain.

  1. Kepekaan suhu dari dua penetrasi

    Rumus
    A = (log 64 − log 22) / (25 − 15)
    Substitusi
    A = (1,8062 − 1,3424) / 10
    Hasil
    A = 0,04638 per °C

  2. Indeks penetrasi

    Substitusi
    PI = (20 − 23,19) / (1 + 2,319) = −3,19 / 3,319
    Hasil
    PI = −0,96

  3. Titik lembek ekuivalen

    Rumus
    T800 = 25 + (log 800 − log pen25) / A
    Substitusi
    T800 = 25 + (2,9031 − 1,8062) / 0,04638
    Hasil
    T800 = 48,7 °C, dekat dengan 49,0 °C
Artinya: Kedua cara memberi titik lembek yang hampir sama, jadi data saling menguatkan. Selisih besar antara T800 dan titik lembek terukur menandakan aspal dimodifikasi atau salah uji.
Step Solver

Kerjakan dengan angka soalmu

Terima atau tolak aspal yang datang ke AMP. Ketik angka soalmu sendiri, lalu lihat data soal, hasil, pemeriksaan, dan langkah hitungannya. Tanpa login untuk materi dasar.

Buka Step Solver
Ringkasan dan lembar rumus

Yang perlu diingat

  • Penetrasi: kedalaman jarum 100 g selama 5 detik pada 25 °C, satuan dmm (0,1 mm).
  • Titik lembek: suhu saat aspal dengan bola baja turun 25,4 mm; penetrasinya dianggap sekitar 800 dmm.
  • Kepekaan suhu A adalah kemiringan garis log penetrasi terhadap suhu.
  • PI rendah berarti aspal peka suhu; aspal jalan umumnya sekitar −1,5 sampai +1.
  • Suhu campur dan pemadatan dibaca dari garis log viskositas–suhu pada pita viskositas sasaran.
  • Batas mutu aspal pen 60/70 diambil dari tabel ketentuan aspal keras Spesifikasi Umum 2025 Divisi 6.
  • Penuaan RTFOT meniru pemanasan di AMP; penetrasi tertahan menunjukkan ketahanan aspal terhadap penuaan.
Lembar rumus

A = (log 800 − log pen25) / (TTL − 25)

PI = (20 − 500A) / (1 + 50A)

pen(T) = pen25·10A(T − 25)

b = (log η2 − log η1) / (T2 − T1); T(η) = T1 + (log η − log η1) / b

Materi beta. Topik ini belum ditinjau ahli per bidang. Rumus dan contoh sudah diuji terhadap hitungan manual, tetapi tetap periksa dengan standar aslinya sebelum dipakai untuk pekerjaan.