i

ANALISIS SIFAT EMPIRIS, GUGUS FUNGSI, DAN

SIFAT MEKANIS DAMAR ASPAL

THE ANALYSIS OF CHARACTERISTIC OF EMPIRICAL,

FUNCTIONAL GROUPS, AND MECHANICAL OF

DAMAR ASPHALT

SKRIPSI

Disusun sebagai Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret

Surakarta

Disusun oleh :

ISKANDAR MUSTOFA

I 0113069

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2017

ii

HALAMAN PERSETUJUAN

ANALISIS SIFAT EMPIRIS, GUGUS FUNGSI, DAN

SIFAT MEKANIS DAMAR ASPAL

THE ANALYSIS OF CHARACTERISTIC OF EMPIRICAL,

FUNCTIONAL GROUPS, AND MECHANICAL OF DAMAR ASPHALT

Disusun Oleh:

ISKANDAR MUSTOFA

NIM. I0113069

Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Persetujuan:

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Ir. Ary Setyawan, MSc, PhD. Ir. Djumari, MT.

NIP. 19661204 199512 1 001 NIP. 19571020 198702 1 001

iii

HALAMAN PENGESAHAN

ANALISIS SIFAT EMPIRIS, GUGUS FUNGSI, DAN

SIFAT MEKANIS DAMAR ASPAL

THE ANALYSIS OF CHARACTERISTIC OF EMPIRICAL, FUNCTIONAL

GROUPS, AND MECHANICAL OF DAMAR ASPHALT

Disusun Oleh:

ISKANDAR MUSTOFA

NIM. I0113069

Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi

Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta pada :

Hari : Senin

Tanggal : 30 Oktober 2017

Tim Penguji

Nama/NIP Tanda Tangan

Ir. Ary Setyawan, MSc, PhD.

NIP. 19661204 199512 1 001

Ir. Djumari, MT.

NIP. 19571020 198702 1 001

Ir. Agus Sumarsono, MT

NIP. 19570814 198601 1 001

Setiono, ST, MSc

NIP. 19720224 199702 1 001

Disahkan,

Tanggal : ………………………..

Kepala Program Studi Teknik Sipil

Fakultas Teknik UNS

Wibowo, ST, DEA

NIP. 196810071995021001

iv

MOTTO

“Maka sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan. Sesungguhnya bersama

kesulitan ada kemudahan. Maka apabila engkau telah selesai (dari sesuatu

urusan), tetaplah bekerja keras (untuk urusan yang lain). Dan hanya kepada

Tuhanmulah engkau berharap.” (QS. Al-Insyirah 5-8)

“Beribadahlah seolah-olah engkau akan mati esok, dan bekerjalah seolah-olah

kamu akan hidup selamanya”

PERSEMBAHAN

Saya persembahkan karya ini untuk:

Ibu dan Ayah

Atas segala doanya siang dan malam, serta dukungan dan dorongan semangat di

setiap langkah saya sehingga merestui langkah saya dalam menyelesaikan skripsi ini.

Dengan segala kerendahan hati, karya ini kupersembahkan untuk kedua orang tua.

v

ABSTRAK

Iskandar Mustofa, 2017. Analisis Sifat Empiris, Gugus Fungsi, dan Sifat

Mekanis Damar Aspal. Skripsi. Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Negeri Sebelas Maret Surakarta.

Damar aspal adalah bioaspal yang merupakan campuran dengan bahan utama

getah damar, fly ash, minyak goreng, dan lateks. Penelitian ini merupakan

penelitian lanjutan dimana pada penelitian sebelumnya proses pembuatan daspal

masih dilakukan secara manual. Oleh karena itu pada penelitian ini akan

digunakan alat mixer dan saringan no 60 pada proses produksi daspal. Selain itu

akan dilakukan pula pengujian FTIR untuk mengetahui gugus fungsi kimia daspal

beserta pengaruh penambahan lateks didalamnya. Tujuan penelitian ini adalah

untuk mengetahui sifat empiris, gugus fungsi, dan sifat mekanis damar aspal.

Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode eksperimental.

Komposisi daspal yaitu getah damar 450 gr (bubuk 350gr + bongkah 100gr), fly

ash 150 gr, minyak goreng 205 gr, dan lateks 4% dari berat bersih campuran

daspal. Daspal dilakukan uji empiris, uji FTIR, analisis dengan BANDS 2.0, serta

uji viskositas.

Secara empiris daspal memiliki penetrasi 43 dmm, titik lembek 57 oC, daktilitas

114 cm, titik nyala 261 oC, titik bakar 275 oC, berat jenis 0,98 gr/mm, kelekatan

96%, dan kelarutan 98%, dan kehilangan berat 0,1%. Hasil uji FTIR menunjukkan

bahwa daspal memiliki gugus fungsi asphalten, saturate, aromatic, dan resin.

Dapat disimpulkan bahwa daspal adalah sejenis hidrokarbon dan dapat dikatakan

sejenis bioaspal. Daspal mengandung gugus fungsi C=C Alkena yang berasal dari

senyawa penyusun daspal yaitu lateks. Secara mekanis daspal memiliki indeks

penetrasi 0,2 nilai kekakuan (Sb) 11,5 MPa, viskositas 433 cSt pada 140°C. Dari

pembacaan bitumen test data chart didapatkan suhu pencampuran 162°C dan suhu

pemadatan 109,5°C. Walaupun secara sifat empiris dan mekanis daspal sudah

memenuhi syarat sebagai aspal penetrasi, namun secara kualitas daspal masih

dibawah aspal penetration 60.

Kata Kunci: Bioaspal, BANDS 2.0, Daspal, FTIR, Viskositas.

vi

ABSTRACT

Iskandar Mustofa, 2017. The Analysis of Characteristic of Empirical,

Functional Groups and Mechanical of Damar Asphalt. Thesis. Civil

Engineering Department of Engineering Faculty of Sebelas Maret University,

Surakarta.

Daspal is bioasphalt which is a mixture with the main ingredient of resin sap, fly

ash, cooking oil, and latex. This research is a follow-up research where in the

previous research the process of making daspal is still done manually. Therefore,

in this research will be used mixer and sieve tool no 60 in the process of daspal

production. Other than that, there will be a test through the FTIR test to

determine Daspal chemical functional group along with the effect of addition

latex in it. The purpose of this research is to find out the empirical, functional

groups and mechanical properties of the Daspal.

The method used in this research is an experimental method. The Daspal

composition are 450 gr of resin gum (350gr powder + 100g lump), 150 gr of fly

ash, 205 gr of cooking oil, and 4% latex of net weight of Daspal. Daspal

conducted properties test, FTIR test, analysis with BANDS 2.0, and viscosity test.

Empirically, Daspal has a penetration of 43 dmm, its softening point is 57 oC, its

ductility value is 114 cm, its flash point is 261 oC, its burn point is 275 oC, its

specific gravity is 0.98 gr/mm, 96% adhesiveness, 98% solubility, loss weights

0,1%. FTIR tested results show that Daspal has asphalten, saturate, aromatic,

and resin functional group. It can be concluded that Daspal is kind of

hydrocarbon and can be said as a bioaspal. Daspal also contains a functional

group C=C Alkene derived from the constituent compound of the latex.

Mechanically, Daspal has a penetration index 0,2 and stiffness value (Sb) 11,5

Mpa, viscosity 433 cSt at 140°C. From reading bitumen test data chart obtained a

mixing temperature 162°C and compression temperature 109,5°C. Although

empirically and mechanically has qualified as penetration asphalt, and has the

same functional groups as penetration asphalt but the quality of Daspal still

below than penetration asphalt 60.

Keywords: Bioasphalt, BANDS 2.0, Daspal, FITR, Viscosity.

vii

PRAKATA

Puji syukur penulis haturkan kehadirat Allah SWT yang maha pengasih dan

penyayang atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi dengan judul Analisis Sifat Empiris, Gugus Fungsi dan

Sifat Mekanis Damar Aspal guna memenuhi syarat memperoleh gelar Sarjana

Teknik di Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

Penyusunan skripsi ini dapat berjalan lancar tidak lepas dari bimbingan, dukungan

dan motivasi dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati, pada

kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada:

1. Kedua orang tua saya Isnan Abadi dan Rumiyati

2. Segenap Pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas

Sebelas Maret Surakarta.

3. Ir. Ary Setyawan, MSc, PhD. selaku dosen pembimbing I

4. Ir. Djumari, MT. selaku dosen Pembimbing II.

5. Ir. Adi Yusuf Muttaqin, MT. selaku dosen pembimbing akademik.

6. Ir. Noegroho Djarwanti, MT. selaku dosen pembimbing kerja praktik.

7. Segenap bapak dan ibu dosen pengajar di Program Studi Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

8. Rekan-rekan mahasiswa Program Studi Teknik Sipil.

9. Semua pihak yang telah memberikan bantuan dan dukungan kepada penulis.

Penulis menyadari skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Penulis

mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk perbaikan di masa

mendatang. Akhir kata semoga skripsi ini bermanfaat bagi penyusun khususnya

dan pembaca umumnya.

Surakarta, 30 Oktober 2017

Iskandar Mustofa

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................................. i

HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................. ii

HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. iii

MOTTO ............................................................................................................... iv

PERSEMBAHAN ................................................................................................ iv

ABSTRAK ........................................................................................................... v

ABSTRACT ............................................................................................................ vi

PRAKATA ............................................................................................................ vii

DAFTAR ISI ......................................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xi

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xii

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... xiv

DAFTAR NOTASI .............................................................................................. xv

DAFTAR ISTILAH DAN ARTI ......................................................................... xvi

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah .............................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ........................................................................................ 3

1.3 Batasan Masalah .......................................................................................... 3

1.4 Tujuan Penelitian ........................................................................................ 3

1.5 Manfaat Penelitian ...................................................................................... 4

BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka ......................................................................................... 5

2.2 Dasar Teori .................................................................................................. 7

2.2.1 Aspal ................................................................................................. 7

2.2.2 Bioaspal ............................................................................................. 12

2.2.3 Damar Aspal ...................................................................................... 13

2.2.4 Pengujian Aspal ................................................................................ 15

2.2.4.1 Penetrasi Aspal ....................................................................... 15

2.2.4.2 Titik Lembek Aspal ................................................................ 15

2.2.4.3 Titik Nyala dan Titik Bakar Aspal ......................................... 16

2.2.4.4 Daktilitas Aspal ...................................................................... 16

ix

2.2.4.5 Bert Jenis Aspal ..................................................................... 17

2.2.4.6 Kelekatan Aspal pada Agregat ................................................ 17

2.2.4.7 Kelarutan dalam Trichloroethylen .......................................... 17

2.2.4.8 Kehilangan Berat .................................................................... 18

2.2.5 Unsur Senyawa Kimia pada Daspal .................................................. 18

2.2.6 Fourier Transform Infrared Resonance (FTIR) ................................ 21

2.2.7 BANDS 2.0 ....................................................................................... 24

2.2.8 Viskositas .......................................................................................... 28

BAB 3 METODE PENELITIAN

3.1 Metodologi Penelitian ................................................................................. 31

3.2 Teknik Pengumpulan Data ........................................................................... 32

3.3 Lokasi dan Waktu Penelitian ...................................................................... 32

3.4 Alat dan Bahan ............................................................................................. 33

3.4.1 Alat .................................................................................................... 33

3.4.2 Bahan ................................................................................................ 33

3.5 Benda Uji ..................................................................................................... 36

3.6 Pengujian Sifat Empiris Daspal .................................................................. 37

3.6.1 Uji Penetrasi ....................................................................................... 37

3.6.2 Uji Titik Lembek ............................................................................... 39

3.6.3 Uji Daktilitas ...................................................................................... 40

3.6.4 Uji Titik Nyala dan Titik Bakar ........................................................ 41

3.6.5 Uji Kelarutan dalam Trichloroethylene ............................................ 42

3.6.6 Uji Kelekatan Daspal pada Agregat .................................................. 44

3.6.7 Uji Berat Jenis ................................................................................... 44

3.6.8 Uji Kehilangan Berat ......................................................................... 45

3.7 Analisis Gugus Fungsi Kimia (Menggunakan Metode FTIR) ..................... 46

3.8 Pengujian Sifat Mekanis Daspal .................................................................. 47

3.8.1 Analisis dengan program BANDS 2.0 .............................................. 47

3.8.2 Pengujian Viskositas ......................................................................... 49

3.9 Diagram Alir Penelitian ............................................................................... 52

x

BAB 4 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisis Uji Empiris Daspal ........................................................................ 54

4.1.1 Uji Penetrasi Daspal .......................................................................... 54

4.1.2 Uji Titik Lembek Daspal ................................................................... 55

4.1.3 Uji Daktilitas Daspal ......................................................................... 55

4.1.4 Uji Titik Nyala dan Titik Bakar Daspal ............................................ 56

4.1.5 Uji Berat Jenis Daspal ....................................................................... 57

4.1.6 Uji Kelekatan Daspal pada Agregat .................................................. 58

4.1.7 Uji Kelarutan Daspal dalam Larutan Trichlorethylene ..................... 59

4.1.8 Uji Kehilangan Berat pada Daspal .................................................... 60

4.2 Analisis Gugus Fungsi Daspal (Menggunakan Metode FTIR) .................... 60

4.3 Analisis Sifat Mekanis Daspal ..................................................................... 65

4.3.1 Analisis Menggunakan program BANDS 2.0 .................................. 65

4.3.2 Uji Viskositas ..................................................................................... 67

4.4 Rekapitulasi Pengujian dan Pembahasan ..................................................... 68

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 71

5.2 Saran ............................................................................................................ 71

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... ... xix

LAMPIRAN

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Persyaratan Aspal Keras Penetrasi 60 .........................................11

Tabel 2.2. Analisis Unsur dalam Bitumen ...................................................20

Tabel 2.3. Karakteristik Penyerapan Gelombang IR ...................................23

Tabel 2.4. Suhu di Indonesia Kurun 10 Tahun Terakhir ..............................26

Tabel 3.1. Komposisi Daspal .......................................................................36

Tabel 3.2. Perbedaan Penelitan Sebelumnya dengan Sekarang ...................37

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Penetrasi Daspal................................................54

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Titik Lembek Daspal ........................................55

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Daktilitas Daspal ...............................................56

Tabel 4.4. Hasil Pengujian Titik Nyala dan Titik Bakar Daspal ..................57

Tabel 4.5. Hasil Pengujian Berat Jenis Daspal.............................................58

Tabel 4.6. Hasil Pengujian Kelekatan Daspal ..............................................59

Tabel 4.7. Hasil Pengujian Kelarutan Daspal dalam larutan Tricholore

Ethylene .......................................................................................59

Tabel 4.8. Hasil Pengujian Kehilangan Berat pada Daspal..........................60

Tabel 4.9. Pola Pita Absorbsi Sampel Hasil FTIR .......................................63

Tabel 4.10. Hasil Prediksi Indeks Penetrasi dan Stiffness Bitumen Daspal ...66

Tabel 4.11. Hasil Pengujian Viskositas Kinematik ........................................67

Tabel 4.12. Suhu Pencampuran dan Pemadatan Daspal ................................68

Tabel 4.13. Rekapitulasi Hasil Uji Empiris Daspal Modifikasi

Dibandingkan dengan Spesifikasi Aspal Pen 60 dan Asbuton ...69

Tabel 4.14. Rekapitulasi Perbandingan Gugus Fungsi Hasil Pengujian

FTIR Senyawa Daspal Dibandngkan dengan Aspal Pen 60 dan

Asbuton .......................................................................................70

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Gugus Kimia Asphaltenes ...........................................................19

Gambar 2.2. Gugus Kimia Saturates................................................................19

Gambar 2.3. Gugus Kimia Aromatic ................................................................20

Gambar 2.4. Gugus Kimia Resin......................................................................20

Gambar 2.5. Alat Uji FTIR ..............................................................................22

Gambar 2.6. Tampilan Program BANDS 2.0 ..................................................25

Gambar 3.1. Getah Damar (a) bubuk damar kemasan (b) damar bongkah

yang sudah ditumbuk ...................................................................34

Gambar 3.2. Fly Ash ........................................................................................34

Gambar 3.3. Minyak Goreng ............................................................................35

Gambar 3.4. Lateks KKK 60 ............................................................................35

Gambar 3.5. Langkah 1 ....................................................................................47

Gambar 3.6. Langkah 2 ....................................................................................47

Gambar 3.7. Tampilan Program BANDS 2.0 ..................................................48

Gambar 3.8. Output BANDS 2.0 .....................................................................49

Gambar 3.9. Alat Uji Saybolt Furol .................................................................49

Gambar 3.10. Bitumen Test Data Chart .............................................................51

Gambar 3.11. Diagram Alir Penelitian ...............................................................52

Gambar 4.1. Pengujian Penetrasi Daspal (a) Benda Uji Penetrasi (b) Uji

Penetrasi pada Suhu 25oC ...........................................................54

Gambar 4.2. Proses Pengujian Titik Lembek (a) Benda Uji Titik Lembek

(b) Pengujian Titik Lembek ........................................................55

Gambar 4.3. Pengujian Daktilitas (a) Benda Uji Daktilitas (b) Proses

Pengujian Daktilitas ....................................................................56

Gambar 4.4. Pengujian Titik Nyala dan Titik Bakar Daspal............................57

Gambar 4.5. Pengujian Berat Jenis Daspal ......................................................58

Gambar 4.6. Proses Melarutkan Daspal dalam Larutan Trichloroethylene .....59

Gambar 4.7. Hasil Uji FTIR Daspal .................................................................61

Gambar 4.8. Hasil Uji FTIR Aspal Pertamina Pen 60 .....................................61

xiii

Gambar 4.9. Hasil Uji FTIR Asbuton ..............................................................62

Gambar 4.10. Analisis Menggunakan Program BANDS 2.0 ............................65

Gambar 4.11. Grafik Hubungan Viskositas vs Temperatur ...............................67

Gambar 4.12. Bitumen Test Data Chart .............................................................68

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A Hasil Pengujian FTIR .......................................................... A 1-3

Lampiran B Hasil Pengujian Sifat Empiris Daspal ................................. B 1-7

Lampiran C Hasil Pengujian Viskositas .................................................. C 1-2

Lampiran D Berkas Kelengkapan Skripsi................................................ D

xv

DAFTAR NOTASI

oC = Derajat celcius

= berat jenis aspal (gr/cc)

Cst = centiStokes

dmm = 10-1 mm

MPa = Mega Pascal

PI = Penetration Indeks

rpm = rotasi per menit

RSNI = Revisi Standar Nasional Indonesia

SNI = Standar Nasional Indonesia

xvi

DAFTAR ISTILAH DAN ARTI

Aromatic Merupakan cairan hitam kental yang terdiri dari sanyawa

yang memiliki berat molekul terkecil dalam btumen.

Asbuton Singkatan dari Aspal Buton yang merupakan aspal yang

berasal dari pulau Buton.

Aspal Bahan pengikat agregat pada perkerasan jalan yang

memiliki daya lekat dan dihasilkan dari proses destilasi

akhir pengolahan minyak bumi.

Asphalten Senyawa bewarna hitam berwujud padat yang terdiri dari

karbon, hydrogen, dan beberapa mengandung nitrogen,

sulfur, oksigen, nikel, dan, vanadium.

Berat Jenis Perbandingan antara berat suatu zat dan berat air suling

dengan isi yang sama pada suhu tertentu. Berat jenis

dinyatakan dalam berat per satuan volume.

BANDS 2.0 Program keluaran dari Shell Pavement Design Software

yang digunakan untuk memprediksi sifat bitumen yang

telah dimodifikasi.

Bioaspal Bahan pengganti yang bukan berasal dari destilasi minyak

bumi dan berasal dari sumber daya alam yang dapat

diperbaharui.

Bitumen Bahan hidrokarbon yang berwarna hitam kecoklatan dan

memiliki daya lekat serta sifat viscoelastis dan kedap air.

Daktilitas Kemampuan maksimum bahan untuk berdeformasi secara

plastis dibawah pengaruh gaya Tarik tanpa terjadi retak dan

bersifat tidak reversible.

Daspal Singkatan dari damar aspal, sejenis Bioaspal yang

merupakan modifikasi dari Jabung dan tanpa menambahkan

aspal dalam komposisinya.

Fly Ash Abu terbang hasil dari limbah batubara, memiliki ukuran

seragam dan bersifat pozzolanic.

xvii

FTIR Metode spektroskopi inframerah yang dilengkapi dengan

transformasi Fourier untuk analisis susunan materi dan

unsur-unsur penyusun suatu benda.

Getah Damar Resin yang berasal dari pohon damar yang dapat berbentuk

bongkahan maupun serbuk.

Indeks Penetrasi Angka yang menunjukkan kepekaan bitumen terhadap

temperatur.

Kelekatan Daya lekat ataupun sifat adhesive dari suatu bahan.

Kelarutan Kemampuan suatu zat untuk terlarut dalam zat pelarut.

Lateks Getah yang dikeluarkan oleh pohon karet. Warna lateks

adalah putih susu sampai kuning, mempunyai sifat kenyal

(elastis).

Penetrasi Angka yang menyatakan kekerasan bitumen (solid atau

semi solid).

Penetrasi 60/70 Klasifikasi bahan bitumen untuk campuran perkerasan jalan

berdasar penetrasi 60-79 dmm.

Resin Bahan berwarna gelap, padat atau semi padat, fraksi yang

bersifat sangat adhesive dengan berat molekul yang cukup

tinggi dalam maltenes.

Saturates Merupakan salah satu penyusun bitumen dengan bahan

penyusun utama saturates didominasi oleh aliphatic

hydrocarbons baik rantai lurus maupun bercabang.

Titik Bakar Suhu pada saat terlihat nyala sekurang kurangnya 5 detik

pada suatu titik di atas permukaan bitumen.

Titik Lembek Temperatur pada saat bola baja mendesak turun suatu

lapisan bitumen yang tertahan dalam cincin sehingga

bitumen tersebut menyentuh plat dasar yang terletak di

bawah cincin sebagai akibat kecepatan pemanasan tertentu.

Titik Nyala Suhu pada saat terlihat nyala singkat pada suatu titik di atas

permukaan bitumen.

Viskositas Kekentalan, ukuran perlawanan benda cair untuk mengalir,

merupakan rasio antara tegangan geser dan regangan geser.