Gradasi adalah “DNA” campuran—uji saringan memastikan agregat memenuhi spesifikasi, campuran stabil, mudah dipadatkan, dan konsisten mutunya dari quarry sampai lapangan.
A. Pendahuluan
SNI ASTM C136:2012 adalah Standar Nasional Indonesia (SNI) untuk menentukan distribusi ukuran butir (gradasi) agregat halus dan agregat kasar dengan cara penyaringan (sieving). Di portal PESTA BSN (Portal Standardisasi dan Penilaian Kesesuaian), standar ini tercatat berjudul “Metode uji untuk analisis saringan agregat halus dan agregat kasar” dengan status Berlaku.
Di portal Ditjen Bina Marga, SNI ini dijelaskan meliputi penentuan pembagian ukuran partikel agregat halus dan kasar melalui penyaringan.
Pada dokumen SNI-nya, dijelaskan tujuan uji ini untuk mengetahui gradasi butiran agregat halus dan agregat kasar termasuk agregat campuran, dengan tahapan penyiapan contoh uji, penimbangan, pengeringan, dan penyaringan. Hasilnya dinyatakan sebagai persentase tertahan tiap saringan, persentase lolos tiap saringan, persentase tertahan kumulatif, serta indeks modulus kehalusan.
SNI ini juga merupakan adopsi identik (IDT) dari ASTM C 136-06 dan merupakan revisi dari SNI 03-1968-1990.
Uji saringan adalah salah satu pengujian paling “wajib” dalam pekerjaan jalan, jembatan, dan terowongan—bukan karena rumusnya rumit, tetapi karena gradasi agregat memengaruhi hampir semua hal:
- Kepadatan dan pemadatan (workability & compactability),
- Kekuatan dan stabilitas (interlocking),
- Kermeabilitas dan drainase,
- kebutuhan kadar aspal/semen,
- Ketahanan deformasi (rutting) dan retak pada perkerasan,
- Durabilitas pada beton.
—
B. Istilah & Singkatan Penting (ditulis lengkap dulu)
1. SNI (Standar Nasional Indonesia): standar teknis nasional Indonesia.
2. BSN (Badan Standardisasi Nasional): lembaga yang menetapkan dan mengelola SNI melalui PESTA.
3. PESTA (Portal Standardisasi dan Penilaian Kesesuaian): portal metadata resmi SNI (judul, status, dll.).
4. ASTM (ASTM International): lembaga standar internasional; SNI ini mengadopsi ASTM C136.
5. IDT (Identical / identik): adopsi identik terhadap standar acuan (substansi teknis setara).
6. Analisis saringan (sieve analysis): metode menentukan pembagian ukuran partikel agregat melalui serangkaian saringan.
7. Gradasi (gradation/particle size distribution): distribusi persentase ukuran butir agregat terhadap ukuran saringan.
8. Agregat halus (fine aggregate): agregat yang dominan lolos saringan tertentu (umumnya pasir).
9. Agregat kasar (coarse aggregate): agregat yang dominan tertahan saringan tertentu (kerikil/batu pecah).
10. Modulus kehalusan (Fineness Modulus / FM): indeks untuk menyatakan tingkat “kehalusan” agregat halus berdasarkan hasil analisis saringan (di SNI disebut indeks modulus kehalusan).
11. No. 200 / 75 μm: ukuran saringan sangat halus; material lolos ini sering perlu metode pencucian khusus (di ASTM disebutkan C117 untuk material lebih halus dari 75 μm).
—
C. Fungsi Strategis Uji Saringan dalam Pekerjaan Jalan–Jembatan–Terowongan
1. Untuk perkerasan beraspal (hotmix)
a. Mengunci stabilitas campuran
- Gradasi menentukan “kerangka agregat” (aggregate skeleton). Kerangka yang baik menghasilkan interlocking kuat sehingga beban lalu lintas tidak mudah membentuk alur (rutting).
b. Mengendalikan kebutuhan kadar aspal
- Gradasi yang terlalu halus biasanya butuh aspal lebih banyak (luas permukaan tinggi), berisiko bleeding/flush. Terlalu kasar berisiko rongga tinggi, permeabilitas tinggi, mudah raveling.
c. Mengurangi variasi produksi AMP (Asphalt Mixing Plant)
- Dengan uji saringan rutin, perubahan sumber agregat, kelembaban, atau setting feeder dapat cepat terdeteksi sebelum jadi cacat hamparan.
2. Untuk beton struktural (jembatan, box culvert, portal terowongan)
a. Workability (kemudahan pengerjaan) dan bleeding/segregasi
- Gradasi pasir memengaruhi kohesi mortar. Pasir terlalu kasar → beton “kurus”, segregasi. Pasir terlalu halus → butuh air/admix lebih banyak, shrinkage naik.
b. Kekuatan dan durabilitas
- Packing yang baik (gradasi seimbang) menurunkan void internal, memperbaiki densitas, menurunkan permeabilitas.
3. Untuk lapis pondasi agregat (base course/subbase)
a. Kepadatan maksimum & stabilitas
- Gradasi yang tepat memudahkan pemadatan dan meningkatkan CBR/ketahanan deformasi.
b. Drainase dan ketahanan erosi internal
- Gradasi menentukan permeabilitas. Lapis pondasi yang terlalu halus dapat menahan air; terlalu kasar bisa mudah “berjalan” dan kehilangan fines pengunci.
—
D. Ruang Lingkup dan Output Uji Menurut SNI ASTM C136:2012
SNI ini dimaksudkan sebagai acuan pengujian analisis saringan agregat halus, agregat kasar, dan agregat campuran. Pengujian dilakukan melalui penyiapan contoh uji, penimbangan, pengeringan, dan penyaringan; hasilnya dilaporkan sebagai persentase tertahan tiap saringan, persentase lolos tiap saringan, persentase tertahan kumulatif, serta indeks modulus kehalusan.
Dalam ASTM (sebagai acuan), uji ini digunakan terutama untuk menentukan gradasi agregat untuk memeriksa kesesuaian terhadap spesifikasi, mengontrol produksi agregat/produk campuran, dan data juga berguna untuk hubungan porositas serta packing. ASTM juga menekankan bahwa untuk material lebih halus dari 75 μm (No.200), uji ini saja tidak cukup akurat dan perlu metode pencucian (ASTM C117).
—
E. Prinsip Teknik: Mengapa “Saringan” Bisa Menggambarkan Kinerja Campuran
1. Konsep interlocking dan packing
a. Interlocking
- Butir agregat saling mengunci. Campuran jadi stabil terhadap beban geser (khususnya hotmix dan base course).
b. Packing density
- Distribusi ukuran butir yang baik membuat partikel kecil mengisi rongga antar partikel besar → void turun, densitas naik.
c. Luas permukaan spesifik
- Semakin halus gradasi, semakin besar luas permukaan → kebutuhan binder (aspal/semen) meningkat.
2. Konsep “gap graded”, “well graded”, dan “uniform graded”
- Well graded (gradasi menerus/seimbang): umumnya densitas tinggi dan stabil.
- Uniform graded (seragam): void tinggi, stabilitas rendah kecuali dikunci binder tinggi.
- Gap graded (bercelah): bisa sangat stabil untuk campuran tertentu (mis. SMA/Stone Mastic Asphalt) namun sangat sensitif kontrol kadar filler/binder.
- Uji saringan adalah alat untuk “membaca” tipe gradasi tersebut secara kuantitatif.
—
F. Persiapan Sampel: Tahap yang Paling Menentukan Validitas
SNI memiliki bagian khusus “pengambilan dan penyiapan contoh uji” serta tabel berat minimum contoh uji agregat kasar.
Secara teknik, prinsipnya:
1. Sampel harus representatif
a. Ambil dari beberapa titik (stockpile, belt conveyor, dump truck) untuk menghindari bias segregasi.
b. Hindari hanya mengambil permukaan stockpile (sering lebih halus karena fines terkumpul).
2. Reduksi sampel dengan benar
- Gunakan splitter atau metode quartering yang benar, agar proporsi butir besar–kecil tidak berubah saat pengurangan massa sampel.
3. Pengeringan sampai massa konstan
SNI menyebut proses pengeringan sebagai bagian uji.
Tujuan teknis:
- Menghilangkan pengaruh kelembaban pada penimbangan.
- Mencegah fines menggumpal dan “menempel” pada saringan.
—
G. Peralatan Uji: Kenapa Spesifikasinya Tidak Boleh “asal ada”
SNI memiliki bagian “peralatan” dan ketentuan cara uji. Dalam praktik, kualitas hasil sangat dipengaruhi oleh:
1. Set saringan standar
- Ukuran bukaan harus sesuai standar.
- Kondisi saringan tidak sobek/aus (bukaan membesar → hasil bias).
2. Sieve shaker (penggetar saringan)
- Menghasilkan energi penyaringan konsisten,
- Mengurangi perbedaan operator.
3. Timbangan
- Ketelitian timbangan harus sesuai kebutuhan.
- Khususnya untuk fraksi halus, error kecil bisa mengubah persen lolos cukup besar.
4. Oven
Kontrol suhu penting agar tidak merusak sifat agregat (khususnya yang sensitif) dan memastikan massa konstan.
—
H. Prosedur Teknis Uji: Inti Disiplin Analisis Saringan
SNI menjabarkan “cara uji” dan membatasi jumlah material maksimum yang boleh tertahan pada saringan tertentu (ada tabel “jumlah contoh uji maksimum yang diizinkan tertahan pada saringan”).
Secara konsep, prosedurnya:
1. Menimbang massa awal (W0)
a. Catat massa sampel kering sebelum disaring.
b. Massa ini menjadi basis persentase.
2. Menyusun saringan
a. Urutkan saringan dari bukaan terbesar (atas) ke yang terkecil (bawah), lalu pan (penampung).
b. Pastikan saringan bersih dan kering.
3. Proses penyaringan
a. Masukkan sampel, kunci set saringan, jalankan shaker sesuai durasi standar.
b. Jika manual, lakukan gerakan standar dan konsisten.
Catatan teknik penting:
Jika material yang tertahan di suatu saringan terlalu banyak, partikel akan “menjembatani” bukaan dan menghambat lolosnya partikel yang seharusnya lolos. Itulah alasan SNI membatasi massa maksimum tertahan per saringan.
4. Menimbang tertahan tiap saringan (Wi)
a. Setelah disaring, timbang massa yang tertahan pada masing-masing saringan.
b. Bersihkan saringan dengan kuas lembut; jangan memaksa partikel lewat bukaan.
5. Pemeriksaan neraca massa
Jumlah seluruh Wi (termasuk pan) harus mendekati W0 (dalam toleransi). Selisih besar menandakan kehilangan material (tumpah, menempel, terbawa angin, dll).
—
I. Perhitungan yang Wajib: Retained, Passing, dan Kumulatif
SNI memiliki bagian “perhitungan” dan menyediakan contoh formulir serta contoh perhitungan.
Secara teknis:
1. Persentase tertahan per saringan
- \%R_i = \frac{W_i}{W_0}\times 100\%
2. Persentase tertahan kumulatif
- \%CR_i = \sum \%R_i
3. Persentase lolos kumulatif (passing)
- \%P_i = 100\% – \%CR_i
4. Modulus kehalusan (FM / indeks modulus kehalusan)
SNI menyatakan hasil juga berupa indeks modulus kehalusan. Prinsip umumnya: jumlah persen tertahan kumulatif pada seri saringan standar tertentu dibagi 100 (untuk agregat halus). FM dipakai untuk mengontrol “kehalusan pasir” agar konsisten antar batch.
—
J. Interpretasi Teknik: Bagaimana Menggunakan Data Gradasi untuk Keputusan Lapangan
1. Membaca kurva gradasi
a. Plot persen lolos vs ukuran saringan (log scale).
b. Bandingkan dengan batas spesifikasi (upper–lower limits).
2. Diagnosa cepat dari bentuk kurva
a. Kurva bergeser ke bawah (lebih kasar)
→ potensi workability turun, void naik, butuh binder lebih tinggi, risiko segregasi.
b. Kurva bergeser ke atas (lebih halus)
→ kebutuhan binder naik, risiko bleeding, shrinkage pada beton, permeabilitas turun (drainase buruk pada base).
c. Kurva “patah” (gap)
→ indikasi gap graded; bisa baik untuk campuran tertentu, tapi sensitif terhadap kadar filler/binder dan proses.
3. Kaitan dengan mutu hotmix dan beton
- Hotmix: gradasi mempengaruhi stabilitas internal (kerangka batu), VMA, VIM, dan rutting.
- Beton: gradasi agregat mempengaruhi kebutuhan pasta, workability, bleeding, dan finishing.
—
K. Keterbatasan Metode dan Integrasi dengan Uji Lain
ASTM menjelaskan bahwa material lebih halus dari 75 μm (No.200) tidak dapat ditentukan akurat hanya dengan uji ini dan disarankan menggunakan metode pencucian (ASTM C117).
Implikasi praktik di proyek:
1. Jika spesifikasi mensyaratkan kadar lolos No.200 ketat, lakukan uji pencucian untuk fines.
2. Untuk agregat berdebu, hasil sieve analysis tanpa washing bisa “mengunci” fines di butir lebih besar (terbaca lebih kasar dari kenyataan).
—
L. Sumber Variasi dan Kesalahan Umum (yang sering membuat hasil tidak valid)
1. Sampel tidak representatif (segregasi stockpile)
2. Saringan aus/rusak
3. Waktu penyaringan tidak konsisten
4. Massa tertahan terlalu banyak pada satu saringan (melanggar batas maksimum; hasil jadi bias).
5. Material hilang saat pemindahan
6. Agregat lembab/bergumpal (tidak dikeringkan sesuai prosedur).
7. Tidak melakukan neraca massa (total Wi jauh dari W0)
—
M. Format Laporan yang Profesional
SNI memiliki bagian “laporan” serta lampiran contoh formulir dan contoh isian.
Agar laporan siap audit, minimal memuat:
1. Identitas sampel: sumber, tanggal, jenis agregat, kondisi (halus/kasar/campuran).
2. Massa awal kering (W0).
3. Tabel Wi, %Ri, %CRi, %Pi untuk tiap saringan.
4. Nilai FM (bila agregat halus).
5. Catatan: metode washing bila dilakukan (untuk No.200).
6. Kesimpulan: memenuhi/tidak memenuhi batas spesifikasi dan rekomendasi tindakan koreksi (blending, perubahan setting crusher, perbaikan pencucian agregat).
—
N. Penutup
SNI ASTM C136:2012 adalah standar fundamental untuk mengendalikan gradasi agregat—parameter yang paling sering menjadi akar masalah mutu pada pekerjaan perkerasan jalan, beton jembatan, maupun lapis pondasi.
Standar ini berstatus Berlaku di PESTA BSN dengan judul resmi “Metode uji untuk analisis saringan agregat halus dan agregat kasar,” dan digunakan untuk melaporkan persentase tertahan/lolos tiap saringan hingga indeks modulus kehalusan.
Karena keterbatasan pada fraksi sangat halus, praktik terbaik adalah menggabungkan uji ini dengan metode pencucian fines bila diperlukan (sesuai penekanan ASTM).