ASPAL

Jenis - Jenis Aspal

Jenis aspal sendiri bermacam-macam, ada aspal dari alam, aspal buatan hasil distilasi hingga aspal yang dimodifikasi.

Berikut ini adalah penjabaran dari masing-masing jenis aspal tersebut.

A. Aspal Alam

Aspal alam adalah aspal yang berasal langsung dari alam tanpa melewati serangkaian proses pengolahan yang rumit. Aspal alam yang berbentuk batuan bisa diperoleh di Pulau Buton, Sulawesi Tenggara. Aspal alam yang bersifat plastis bisa ditemukan di Danau Pitch, Republik Trinidad. Sedangkan aspal yang memiliki wujud berada di sekitar perairan segitiga Bermuda. Berbeda dengan segitiga Bermuda yang mengandung aspal murni, kandungan aspal yang terdapat di Pulau Buton dan Danau Pitch tidak murni dan tercampur dengan mineral yang lain.

Material aspal yang berasal dari alam didapat dari proses alami, baik dari gunung aspal maupun dari danau.

1. Aspal Batu / Rock Asphalt

Aspal gunung juga sering disebut dengan aspal batu. Di Indonesia, sumber daya alam aspal terbesar didapat dari pulau Buton yang gunung aspalnya dikenal dengan sebutan asbuton. Jenis aspal itu juga sering disebut BUTAS ( Buton Aspal ), terdapat pada batu-batu karang sehingga bercampur dengan kapur (CaCo). Umumnya berupa susunan bahan 35 % bitumen, 60% bahan mineral, dan 5% bahan lainnya. Pemakaian aspal dari batuan harus mengalami proses ekstraksi yang kemudian dicampur dengan minyak pelunak.

Proses terjadinya rock asphalt adalah terjadi pada daerah yang mengandung minyak bumi dan aspal.Akibat terjadinya gerakan-gerakan pada lapisan kulit bumi menyebabkan terjadinya penurunan atau retak-retak pada permukaan bumi.Dengan adanya tekanan dari bawah lapisan kulit bumi menyebabkan keluarnya minyak bumi.Apabila tekanan yang tejadi besar, maka minyak bumi akan keluar dengan aspal yang dikandungnya, akan tetapi sebaliknya, apabila tekanan itu lemah maka minyak bumi akan merembes melalui retakan-retakan dan aaspal itu tertinggal. Pada proses perjalanan minyak bumi tadi, akan melalui batuan-batuan yang sifatnya p[orous sehingga minyak bumi yang mengandung aspal akan meresap pada lapisan batuan porous tersebut dan terjadilah rock asphalt.

Indonesia memiliki aspal alam yaitu di Pulau Buton, yang terkenal dengan nama Asbuton (Aspal Pulau Buton). Penggunaan asbuton sebagai salah satu material perkerasan jalan telah dimulai sejak tahun 1920, walaupun masih bersifat konvensional. Asbuton merupakan batu yang mengandung aspal. Asbuton merupakan material yang ditemukan begitu saja di alam, maka kadar bitumen yang dikandungnya sangat bervariasi dari rendah sampai tinggi.

Produk asbuton dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu :

1) Produk asbuton yang masih mengandung material filler, seperti asbuton kasar,asbuton halus,asbuton mikro, dan butonite mastik asphalt. (Kadar bitumen <20 p="">

2) Produk asbuton yang telah dimurnikan menjadi aspal murni melalui proses ekstrasi atau proses kimiawi. Produk ini bisa langsung dipakai untuk mengaspal jalan. (Kadar bitumen >20%)

2. Aspal Danau / Lake Asphalt

Sedangkan di belahan dunia lain, aspal danau akan banyak ditemukan di pulau Trinidad dan Venezuela yang aspalnya memiliki campuran mineral, bitumen serta bahan organik lain. Angka penetreasi dari jenis aspal danau memiliki tingkat yang rendah dan titik lembek yang cukup tinggi. Oleh sebab itu penggunaan aspal danau akan dicampur dengan aspal keras agar mendapatkan tingkat penetrasi yang diinginkan.

3. Aspal Cair

Aspal ini terdapat di Segitiga Bermuda yang mengandung aspal murni.

B. Aspal Buatan/ Aspal Minyak

Aspal buatan adalah aspal yang terbuat dari minyak bumi yang diproses sedemikian rupa menggunakan metode tertentu yang relatif rumit. Proses ini disebut destilasi. Destilasi sendiri merupakan proses penyulingan yang memisahkan minyak bumi dengan fraksi di dalamnya dengan menaikkan temperatur minyak bumi tersebut.

Secara garis besar aspal buatan ini terbagi menjadi tiga, yaitu aspal keras, aspal cair, dan aspal emulsi.

1. Aspal Keras/ Asphalt Cement

Aspal keras adalah aspal yang mempunyai tingkat kekerasan yang tinggi. Penetrasi yang dimiliki oleh aspal ini berkisar antara 60-80. Aspal keras umumnya dipakai menjadi bahan baku pembentuk jalan aspal. Aspal keras merupakan hasil residu dari proses destilasi sederhana dari fraksi ringan yang terkandung dalam minyak bumi dan fraksi di dalamnya. Aspal ini juga sering digunakan sebagai bahan pembuatan Asphalt Cement. Residu ini dihasilkan dari destilasi hampa pada suhu 480o C atau bervariasi, tergantung dari sumber minyak mentah yang digunakan.

Asphalt cement pada temperatur ruang (25oC – 30oC) berbentuk padat. Aspal semen terdiri dari beberapa jenis tergantung dari proses pembuatannya dan jenis minyak bumi asalnya. Pengelompokkan aspal semen dapat dilakukan berdasarkan nilai penetrasi pada temperatur 25oC ataupun berdasarkan nilai viskositanya. Di Indonesia aspal semen biasanya dibedakan berdasarkan nilai penetrasinya,yaitu :

1. AC pen 40/50, yaitu AC dengan penetrasi antara 40-50

2. AC pen 60/70, yaitu AC dengan penetrasi antara 60-70

3. AC pen 85/100, yaitu AC dengan penetrasi antara 85-100

4. AC pen 120/150, yaitu AC dengan penetrasi antara 120-150

5. AC pen 200-300, yaitu AC dengan penetrasi antara 200-300

Aspal cement dengan penetrasi rendah digunakan di daerah bercuaca panas  atau lalu lintas dengan volume tinggi, sedangkan aspal semen dengan penetrasi tinggi digunakan untuk daerah bercuaca dingin atau lalu lintas dengan volume rendah. Di Indonesia pada umumnya dipergunakan aspal semen dengan penetrasi 60-70 dan 80-100.

2. Aspal Cair / Aspal Dingin (Cut Back Asphalt)

Aspal cair adalah aspal yang memiliki wujud cair. Paling sering aspal ini dimanfaatkan untuk keperluan pengikatan bahan bangunan. Aspal cair adalah campuran antara aspal semen dengan bahan pencair dari hasil penyulingan minyak bumi. Dengan demikian cut back asphalt berbentuk cair dalam temperatur ruang. Aspal yang digunakan sebagai lapis resap pengikat (prime coat) yaitu aspal tipe MC-30, MC-70, atau MC-250. Sementara itu, tipe aspal yang dipakai untuk lapis pengikat (tack coat) antara lain RC-70 atau RC-250.

Produksi jenis aspal cair didapat dari melarutkan aspal keras dengan pelarut berbasis minyak yang didapat dari proses distilasi. Berdasarkan bahan cairnya dan kemudahan menguap bahan pelarutnya, aspal cair dibedakan atas :

1. RC (Rapid Curing Cut Back):Merupakan aspal semen yang dilarutkan dengan bensin atau premium. RC merupakan cut back aspal yang paling cepat menguap.

RC cut back asphalt digunakan sebagai:

- Tack coat (Lapis perekat)

- Prime Coat (Lapis resap pengikat)

2. MC (Medium Curing Cut  Back):Merupakan aspal semen yang dilarutkan dengan bahan pencair yang lebih kental seperti minyak tanah. Pelarutnya tidak begitu cepat menguap

3. SC (Slow Curing Cut Back) yang bahan pelarutnya lambat menguap dengan bahan pelarut solar.

SC Cut back asphalt  digunakan sebagai:

- Prime  coat

- Dust laying (lapis pengikat debu)

4. Merupakan aspal semen yang dilarutkan dengan bahan yang lebih kental seperti solar. Aspal jenis ini merupakan cutback aspal yang paling lama  menguap.

Berdasarkan nilai viskositas pada temperatur 60Celcius, cutback aspat dapat dibedakan atas :

RC 30 – 60 

RC 70 – 40 

RC 250 – 500 

RC 800 – 1600 

RC 3000 – 6000 

MC 30 – 60

MC 70 – 140

MC 250 – 500 

MC 800 – 1600 

MC 3000 – 6000 

SC 30 – 60

SC 70 – 140

SC 250 – 500

SC 800 – 1600

SC 3000 – 6000

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 emulsifier. Emulsifer agent merupakan ion bermuatan listrik (Elektrolit), (+) Cation, (-) Annion. Emulsifer agent berfungsi sebagai stabilisator. Proses ini menghasilkan partikel yang sangat kecil namun memiliki kemampuan mengikat dengan cepat.

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 aspal emulsi non ionic (bersifat netral), aspal emulsi kationik (memiliki ion positif) dan aspal emulsi anionic (memiliki ion negatif). Kelebihan-kelebihan dari aspal emulsi ialah gampang digunakan, memiliki daya ikat yang baik, dan tahan terhadap cuaca yang ekstrim. Seluruh rangkaian proses pengolahan tersebut biasanya dilaksanakan di pabrik khusus pembuatan aspal.

Berdasarkan muatan listrik yang dikandungnya, aspal emulsi dapat dibedakan atas :

1. Kationik, disebut juga aspal emulsi asam, merupakan aspal emulsi yang bermuatan arus listrik positif.

2. Anionik, disebut juga aspal emulsi alkali, merupakan aspal emulsi yang bermuatan negatif.

3. Nanionik, merupakan aspal emulsi yang tidak mengalami ionisasi, berarti tidak mengantarkan listrik.

Yang umum digunakan sebagai bahan perkerasan jalan adalah aspal emulsi anionik dan kationik.

Berdasarkan kecepatan pengerasannya aspal emulsi dibedakan atas

• Rapid Setting (RS), aspal yang mengandung sedikit bahan pengemulsi sehingga pengikatan cepat terjadi. digunakan untuk Tack Coat

• Medium Setting (MS), digunakan untuk Seal Coat

• Slow Seeting (SS), jenis aspal emulsi yang paling lambat menguap, digunakan Sebagai Prime coat

C. Aspal Modifikasi

Jenis aspal yang satu ini merupakan aspal yang dibuat dari campuran antara aspal buatan khususnya aspal keras dengan bahan tambahan tertentu. Umumya yang digunakan sebagai bahan campuran adalah berbagai jenis polymer seperti polymer plastomer dan polymer elastomer. Campuran bahan tersebut berfungsi untuk meningkatkan elastisitas serta sifat fisik pada aspal modifikasi.

Bahan campuran tambahan yang populer digunakan adalah polymer hadala, sehingga bahan aspal modifikasi ini sering disebut dengan aspal polymer.

Aspal polimer ini dibedakan menjadi dua jenis yaitu:

1. Aspal polymer plastomer

Penambahan bahan polymer pada aspal berfungsi untuk meningkatkan sifat fisik campuran aspal dan sifat rheologinya. Jenis polymer plastomer yang banyak digunakan adalah EVA (Ethylene vinyle acetate), Polyethilene dan Polypropilene.

2. 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.

BAHAN SUSUN ASPAL

Aspal ialah bahan hidro karbon yang bersifat melekat (adhesive), berwarna hitam kecoklatan, tahan terhadap air, dan visoelastis. Aspal sering juga disebut bitumen merupakan bahan pengikat pada campuran beraspal yang dimanfaatkan sebagai lapis permukaan lapis perkerasan lentur. Aspal berasal dari alam atau dari pengolahan minyak bumi.

Aspal atau bitumen adalah suatu cairan kental yang merupakan senyawa hidrokarbon dengan sedikit mengandung sulfur, oksigen, dan klor. Aspal sebagai bahan pengikat dalam perkerasan lentur mempunyai sifat viskoelastis. Aspal tampak padat pada suhu ruang padahal adalah cairan yang sangaaat kental.

Kandungan utama aspal adalah senyawa karbon jenuh, dan tak jenuh, alifatik, dan aromatic yang mempunyai atom karbon sampai 150 per molekul. Atom-atom selain hidrogen, dan karbon yang juga menyusun aspal adalah nitrogen, oksigen, belerang, dan beberapa atom lain. Aspal merupakan senyawa yang kompleks, terdiri dari Karbon (82-88%), Hidrogen (8-11%), Belerang (0-6%), Oksigen (0-1,5%), dan Nitrogen (0-1%) serta sejumlah renik besi, nikel, dan vanadium . Senyawa-senyawa ini sering dikelaskan atas aspalten (yang massa molekulnya kecil), dan malten (yang massa molekulnya besar). Biasanya aspal mengandung 5 sampai 25% aspalten. Sebagian besar senyawa di aspal adalah senyawa polar.

Sifat-sifat material penyusun aspal adalah sebagai berikut:

1. Asphaltene. Asphaltene merupakan senyawa komplek aromatis yang berwarna hitam atau coklat amorf, bersifat termopslatis dan sangat polar, dengan perbandingan komposisi untuk H/C yaitu 1:1, memiliki berat molekul besar antara 1000 sd 100.000, dan tidak larut dalam n-heptan. Asphaltene juga sangat berpengaruh dalam menentukan sifat reologi bitumen, dimana semakin tinggi asphaltene, maka bitumen akan semakin keras dan semakin kental, sehingga titik lembeknya akan semakin tinggi, dan menyebabkan harga penetrasinya semakin rendah. 
2. Resin. Resin merupakan senyawa yang berwarna coklat tua, dan berbentuk solid atau semi solid dan sangat polar, dimana tersusun oleh atom C dan H, dan sedikit atom O, S, dan N, untuk perbandingan H/C yaitu 1.3 - 1.4, memiliki berat molekul antara 500 - 50.000, serta larut dalam n-heptan. 
3. Aromatis. Senyawa ini berwarna coklat tua, berbentuk cairan kental, bersifat non polar, dan di dominasi oleh cincin tidak jenuh, dengan berat molekul antara 300 - 2.000, terdiri dari senyawa naften aromatis, komposisi 40-65% dari total bitumen. 
4. Saturate. Senyawa ini berbentuk cairan kental, bersifat non polar, dan memiliki berat molekul hampir sama dengan aromatis, serta tersusun dari campuran hidrokarbon lurus, bercabang, alkil naften, dan aromatis, komposisinya 5-20% dari total bitumen.

PROSES TERJADINYA ASPAL 

Sebagian besar dari aspal yang digunakan secara komersial diperoleh dari minyak bumi. Meskipun demikian, sejumlah besar aspal terjadi dalam bentuk terkonsentrasi di alam. Alami deposito aspal/bitumen terbentuk dari sisa-sisa kuno, mikroskopis ganggang ( diatom ) dan hal-hal sekali-hidup lainnya. Sisa-sisa tersebut disimpan di lumpur di dasar laut atau danau di mana organisme hidup. Di bawah panas (di atas 50 ° C) dan tekanan dari pemakaman jauh di dalam bumi, sisa-sisa diubah menjadi bahan seperti aspal / bitumen, kerogen , atau minyak bumi.

Deposito alami aspal / bitumen termasuk danau seperti Danau pitch di Trinidad dan Tobago dan Danau Bermudez di Venezuela. Alami merembes dari aspal / bitumen terjadi di La Brea Tar Pits dan di Laut Mati . Aspal / bitumen juga terjadi di batu pasir yang tidak terkonsolidasi dikenal sebagai “pasir minyak” di Alberta, Kanada, dan sejenisnya “tar pasir” di Utah, AS. Provinsi Kanada Alberta memiliki sebagian dari cadangan dunia aspal alam, dalam tiga deposito besar yang meliputi 142.000 kilometer persegi (55.000 sq mi), area yang lebih besar dari Inggris atau negara bagian New York . Ini pasir bituminous berisi 166 miliar barel (26,4×10⁹m³) cadangan minyak komersial didirikan, memberikan Kanada terbesar ketiga cadangan minyak di dunia. dan menghasilkan lebih dari 2,3 juta barel per hari (370×10³m³/d) dari minyak mentah berat dan minyak mentah sintetis . Meskipun secara historis itu digunakan tanpa pemurnian untuk membuka jalan, hampir semua aspal sekarang digunakan sebagai bahan baku untuk kilang minyak di Kanada dan Amerika Serikat.

Deposit terbesar di dunia aspal alam, yang dikenal sebagai pasir minyak Athabasca terletak di Formasi McMurray dari Northern Alberta. Formasi ini dari awal Cretaceous , dan terdiri dari berbagai lensa pasir minyak bearing dengan minyak hingga 20%. Studi isotop atribut deposito minyak menjadi sekitar 110 juta tahun. Dua kecil tapi masih formasi yang sangat besar terjadi di pasir minyak Peace River dan pasir minyak Danau Dingin , di sebelah barat dan tenggara dari pasir minyak Athabasca, masing-masing. Aspal deposito Alberta, hanya bagian dari pasir minyak Athabasca cukup dangkal cocok untuk pertambangan permukaan. 80% lainnya harus diproduksi oleh sumur minyak menggunakan enhanced oil recovery teknik seperti drainase gravitasi uap dibantu .

Minyak berat atau aspal deposito jauh lebih kecil juga terjadi di Uinta Basin di Utah, AS. kira-kira 6% aspal. Aspal / bitumen terjadi di pembuluh darah hidrotermal . Contoh dari ini adalah dalam Uinta Basin dari Utah, di Amerika Serikat, di mana ada segerombolan lateral dan vertikal vena yang luas terdiri dari hidrokarbon padat disebut Gilsonite . Vena ini dibentuk oleh polimerisasi dan pemadatan hidrokarbon yang dimobilisasi dari serpih minyak yang lebih dalam dari Formasi Green River selama penguburan dan diagenesis.

Aspal / bitumen mirip dengan bahan organik di meteorit karbon. Namun, studi rinci telah menunjukkan bahan-bahan tersebut menjadi berbeda. Sumber daya yang luas Alberta aspal diyakini telah dimulai sebagai bahan hidup dari tanaman dan hewan laut , terutama ganggang, yang mati jutaan tahun yang lalu ketika sebuah laut kuno tertutup Alberta. Mereka tertutup oleh lumpur, dikubur dalam selama ribuan tahun, dan dengan lembut dimasak dalam minyak dengan panas bumi pada suhu 50 sampai 150 ° C (120-300 ° F). Karena tekanan dari meningkatnya dari Rocky Mountains di barat daya Alberta, 80-55000000 tahun yang lalu, minyak didorong timur laut ratusan kilometer ke deposito pasir bawah tanah yang ditinggalkan oleh dasar sungai kuno dan pantai laut, sehingga membentuk pasir minyak.