Perkerasan Berpori (porous pavement)

Konsep perkerasan berpori (porous pavement) ditemukan pada tahun 1968 oleh franklin Institute Research Laboratorium dan dikembangkan oleh U.S. Environmental Protection Agency selama tahun 1970 – 1971. Selanjutnya, perkerasan porus dikembangkan oleh sejumlah negara dan telah banyak dipakai disejumlah negara seperti Amerika, negara – negara Eropa, Jepang, dan lainya.

Porous pavement adalah perkerasan yang direncanakan dengan menggunakan bahan meterial yang mampu merembeskan aliran air ke dalam lapisan tanah di bawah nya. Porous pavement cocok digunakan untuk jalan dengan volume rendah, tempat parkir, jalur sepeda, trotoar, taman bermain, lapangan tenis, dan jalan lain yang menahan beban yang tidak terlalu besar. Pada perkerasan ini, terdapat ruang kosong untuk aliran air dan udara. Adanya ruang kosong inilah yang menyebabkan air hujan dapat masuk ke dalam perkerasan dan meresap ke dalam tanah sehingga porous pavement limpasan air hujan yang dihasilkan lebih sedikit dari pada perkerasan konvensional. 

Limpasan air banyak tercemar oleh polutan seperti sisa pestisida, hidrokarbon, endapan, padatan tersuspensi, fosfor, nitrogen, kimia oksigen, seng, dan kandungan besi lainya jika masuk kedalam saluran drainase hingga beban air akan mencemari beban air itu sendiri. Dengan adanya perkerasan porus, maka polutan tersebut dapat di kurangi karena ruang kosong yang terdapat pada palisanperkerasan di gunakan oleh mikroorganisme pengurai palutan untuk hidup sehingga air limpasan akan mengalami penyaringan terlebih dahulu sebelum masuk ke dalam tanah. Selain itu, kelebihan lain dari perkerasan porous diantaranya adalah mengurangi pembuatan saluran drainase, mengurangi limpasan di atas perkerasan yang berisiko menyebabkan kecelakan lau lintas, mengurangi sedimen pada limpasan yang dapat mencemari kualitas air, mempermudah transfer air dan oksigen pada akar – akar tanaman, dan sebagainya. Jadi, dapat dikatakan porous pavemet merupakan perkerasan yang ramah lingkungan.

Pada dasarnya, perkerasan porus terdiri atas lapisan – lapisan sebagai berikut :

Lapisan permukaan 

Perkerasan porous memiliki lapisan permukaan yang terdiri atas ikatan antar agregat seragam diantara terdapat rongga antar agregat tersebut. Rongga sebagai tempat lewatnya air tersebut menempati kurang lebih dari 40% dari volume base. Asplat yang di gunakan memiliki nilai penestrasi 50/60 hingga 85/100. Proporsi aspal yang digunakan sebesar 5,5% hungga 6% dari saluran berat total perkerasan. Lapisan permukaan ini merupakan lapisan yang menglami kontak langsung dengan ban kendaraan dan berfungsi untuk menahan beban roda serta menyebarkan beban ke lapisan di bawah nya sehingga beban beban tersebut dapat dipikul oleh lapisan lain. Lapisan permukaan ini merupakan lapisan yang mengalami kontak langsung dengan ban kendaraan dan berfungsi sebagai berikut:

• Menahan beban roda selama masa layan
• Lapis perkerasan penahan beban roda, dengan persyaratan harus mempunyai stabilitas tinggi untuk menahan beban roda selama masa pelayanan.
• Lapis aus, lapisan yang langsung menderita gesekan akibat rem kenderaan sehingga mudah menjadi aus  
• Lapis yang menyebarkan beban ke lapisan bawah sehingga dapat dipikul oleh lapisan lain

Aspal porus memiliki kekuatan lebih rendah dibandingkan dengan aspal konvensional sehingga diperlukan bahan campuran yang dapat meningkatkan nilai stabilitas dan kekuatannya. Salah satu bahan yang dapat digunakan yaitu bahan  yang dapat menambah daya rekat berupa Gilsonite HMA Modifier Grade. 

Gilsonite HMA Modifier Grade adalah bahan alam yang ditemukan dan dikenal sebagai bahan perkuatan aspal (reinforcer) dan bahan pengeras (hardening agen). Gilsonite HMA Modifier Grade merupakan suatu bahan galian menyerupai aspal yang dikenal dengan nama Asphaltites. Asphaltites mempunyai sifat titik nyala yang tinggi. Umumnya, bahan ini dipergunakan untuk mengilapkan perabotan (vernis) dan kertas karbon (Clarkson,1992 dalam Basuki & Machus, 2007).

Gilsonite HMA Modifier Grade digunakan dengan tujuan meningkatkan kualitas fisik dan kimia aspal minyak, yang mengandung mineral hidrokarbon alami berwarna kecoklatan, sangat rapuh, dan terdapat dalam bentuk sangat murni yaitu >99%, mempunyai kadar abu sangat rendah berkisar 0,6% sampai 1% serta menujukkan kandungan asphaltene sebesar 70,9%, disamping terkandung unsur maltene 27% dan oils 2% serta kandungan nitrogen 3,2 %. 

Ramadhan dan Burhan (2014) melakukan penelitian mengenai pengaruh penambahan gilsonite HMA modifier grade terhadap kinerja aspal porus. Penelitian tersebut menggunakan gradasi agregat aspal porus standar British.

Penelitian tersebut menggunakan variasi kadar aspal sebesar 4%, 5%, 6%, dan 7% dari total berat agregat. Dari hasil penelitian, diperoleh kadar aspal optimum sebesar 5,75%. Nilai KAO ini digunakan untuk menentukan kadar gilsonite yang akan diberikan sebagai campuran dalam pembuatan aspal porus. Variasi kadar gilsonite yang digunakan yaitu 6%, 7%, 8%, 9%, dan 10% dari kadar aspal optimum. Hasil penelitian menunjukkan kadar Gilsonite HMA Modifier Grade  optimum sebesar 8% dari perhitungan grafik pita. Penambahan tersebut berpengaruh signifikan terhadap peningkatan nilai stabilitas perkerasan aspal porus. Nilai stabilitas yang dicapai pada KAO 5,75% tanpa menggunakan zat  additive adalah 515,081 kg sedangkan nilai stabilitas pada kadar KAO 5,75% dengan gilsonite optimum 8% adalah 805,196 kg. 

Lapisan Base

Lapisan pondasi (base) terletak tepat dibawah lapisan permukaan sehingga berfungsi menahan beban yang berat sehingga dibutuhkan material yang berkualitas tinggi dan pelaksanaan yang benar. Lapisan base juga berfungsi untuk menyebarkan gaya dari beban roda ke lapisan bawahnya dan sebagai bantalan lapisan permukaan. Pada perkerasan konvensional, lapisan pondasi (base) terdiri atas bantuan pecah, pasir, dan pertikel halus yang saling terikat dan didesain untuk menahan dan mentranfer beban kendaraan menuju tanah dasar. Namun,pada perkerasan porus lapisan pondasi terdiri atas batu pecah dengan gradasi yang seragam dan memiliki rongga hanya pengurangan gregat halus, karena lapisan ini tidak hanya didesain untuk menahan beban kendaraan, tetapi juga mempu melewatkan air hingga meresap dalam tanah.

Lapisan base disebut juga lapisan reservoir. Saat air berinfiltrasi kedalam tanah, limpasan air akan berkurang dan dapat mempertahankan akuifer air tanah. Lapisan reservoir juga berfungsi untuk menyimpan air sebelum mengalir menuju pipa drainase atau kedalam tanah. Volume penyimpanan air merupakan pori-pori udara antara partikel partikel agregat. Semakin besar volume pori udara, semakin besar volume air yang dapat ditampung. Lapisan base reservoir memberikan ketebalan perkerasan jalan dengan bahan yang relatif murah untuk menyebarkan beban lalu lintas. Agregat penyusun jalan terdiri dari dua macam, yaitu asli, dalam bentuk pasir, kerikil atau batu sungai dan buatan pabrik meliputi letusan bara api dan berbagai produk dari tanah lempung, atau batuan gunung

Air yang masuk akan tersimpan dalam rongga dan kemudian meresap ke dalam tanah secara perlahan. Leh karena itu, lapisan base disebutkan lapisan reservoir. Saat air berinfiltrasi kedalam tanah, limpasan air akan berkurang, selain itu juga dapat mempertahankan akuefer air tanah. Selain itu, lapisan reserfoir juga berfungsi untuk menyimpan air sebelum mengalir menuju pipa drainase atau kedalam tanah. Volume penyimpanan air merupakan pori pori udara antara partikel partikel agregat. Semakin besar volume pori udara, semakin besar volume air yang dapat ditampung. Lapisan base reservoir memberikan ketebalan perkerasan jalan dengan bahan yang relatif murah untuk menyebarkan beban lalu lintas. Jika perlu, subbase ditambahkan penebalan struktur perkerasan untuk menyimpan lebih banyak air sebelum di buang ke pipa atau meresap ke tanah.

Lapisan Tanah Dasar (Subgrade)

Tanah dasar perkerasan porus harus memiliki permeabilitas yang tingggi dan tidak bersifat ekspansif sehingga kabar air dalam tanah akan tetap terjaga walaupun dalam keadaan basah. Tanah dasar harus dapat mengalirkan air dengan cepat sehingga tetap dapat menahan beban kendaraan yang melintas. Kekuatan tanah dalam menahan beban berkaitan dengan daya dukungnya. Daya dukung tanah dapat dapat diketahui dengan pengujian California Bearing Ratio (CBR). CBR merupakan suatu perbandingan antara beban percobaan (test load) dengan beban (Standart Load) dan dinyatakan dalam presentasi.

Harga CBR adalah nilai yang menyatakan kualitas tanah dasar dibandingkan dengan bahan standart berupa batu pecah yang mempunyai nilai CBR sebesar 100 % dalam memikul beban. Nilai CBR dikembalikan untuk mengukur kapasitas daya dukung beban tanah yang digunakan sebagai jalan. CBR juga dapat digunakan untuk mengukur kapasitas daya dukung beban perkerasan jalan. Semakin keras suatu material, semakin tinggi rating CBR. Nilai CBR 3% sama dengan tanah pertanian, CBR 4,75% setara dengan tanah liat lembab, sementara pasir lembab memiliki CBR 10% baru hancur memiliki CBR lebih dari 80%. Bahan standart untuk tes ini dihancurkan California batu kapur yang memiliki nilai 100. Nilai CBR rendah pada lapisan subgrade  dapat diterima karena lapisan subgrade terlindungi dari beban lalu lintas oleh lapisan lapaisan diatasnya. CBR sangat berguna di berbagi aspek desain perkerasan jalan karena sederhana dan memiliki ukuran yang tepat.

Dalam mendesain perkerasan porus, perencanaan harus mempertimbangkan beberapa faktor seperti karasteristik tanah dasar, potografi, iklim, beban rencana, dan sebaginya. Investigasi tanah diperlukan untuk menentukan jenis tanah dan kemampuannya dalam menyerap air atau permeabilitasnya. Sedangkan material penyusun perkerasan porus terdiri atas batu pecah yang beragregat kasar dan halus.