Infrastruktur jalan merupakan salah satu fondasi utama pembangunan modern. Jalan yang dirancang dengan baik tidak hanya berfungsi sebagai jalur mobilitas manusia dan barang, tetapi juga menentukan efisiensi ekonomi, keselamatan transportasi, dan keberlanjutan lingkungan. Seiring meningkatnya volume lalu lintas dan kompleksitas kebutuhan transportasi, tantangan dalam merancang perkerasan jalan yang kuat, tahan lama, dan ramah lingkungan semakin besar.

Dalam konteks tersebut, penelitian ilmiah berjudul Experimental Investigation on Mechanical Performance of High-Porous Rubberized Asphalt Pavement Grouted with ECC Mortar menghadirkan pendekatan inovatif dalam pengembangan material perkerasan jalan. Studi ini ditulis oleh Muhammad Aswin, Musa Adamu, M. S. Liew, dan Yasser E. Ibrahim, yang bersama-sama mengeksplorasi potensi teknologi komposit dalam meningkatkan performa mekanik dan ketahanan perkerasan jalan modern.

Di antara para penulis tersebut, Muhammad Aswin memegang peran penting dalam merumuskan pendekatan penelitian yang mengintegrasikan rekayasa material, teknologi perkerasan jalan, serta pemanfaatan material ramah lingkungan. Penelitian ini tidak hanya berfokus pada peningkatan kekuatan mekanik jalan, tetapi juga mengusung prinsip keberlanjutan melalui penggunaan material limbah industri dan desain struktur perkerasan yang lebih adaptif terhadap kondisi lingkungan.

Penelitian ini berangkat dari persoalan klasik dalam rekayasa transportasi: keterbatasan daya tahan beberapa jenis perkerasan jalan konvensional. Salah satu tipe yang banyak digunakan adalah Open-Graded Porous Asphalt (OGPA), yaitu campuran aspal dengan porositas tinggi yang memungkinkan air hujan meresap ke dalam lapisan jalan. Teknologi ini dikenal mampu meningkatkan keselamatan berkendara karena mengurangi genangan air serta menurunkan kebisingan ban kendaraan.

Namun demikian, OGPA memiliki kelemahan signifikan. Struktur berporinya membuat rongga-rongga dalam perkerasan mudah terisi debu, tanah, atau partikel lain selama masa penggunaan. Akumulasi material tersebut dapat menurunkan kinerja drainase serta mempercepat kerusakan struktur jalan. Selain itu, stabilitas struktural OGPA relatif lebih rendah dibandingkan jenis perkerasan lainnya sehingga memerlukan pemeliharaan yang lebih intensif.

Berangkat dari permasalahan tersebut, Muhammad Aswin dan tim peneliti mengembangkan konsep baru dalam desain perkerasan jalan, yaitu high-porous asphalt pavement yang diperkuat dengan engineered cementitious composites (ECC) mortar. Konsep ini bertujuan menciptakan sistem perkerasan komposit yang mampu mempertahankan porositas tinggi untuk fungsi drainase sekaligus meningkatkan kekuatan struktural melalui pengisian rongga menggunakan mortar ECC.

Pendekatan ini menghasilkan dua tipe struktur perkerasan komposit yang dikaji dalam penelitian, yaitu HAGE (High-Porous Asphalt Grouted with ECC) dan HRGE (High-Porous Rubberized Asphalt Grouted with ECC). Kedua sistem tersebut mengombinasikan kerangka batu pecah berpori dengan material pengisi berupa ECC mortar yang memiliki sifat mekanik unggul dibandingkan beton konvensional.

ECC sendiri merupakan material komposit berbasis semen yang dirancang memiliki kemampuan deformasi tinggi serta ketahanan retak yang lebih baik dibandingkan beton biasa. Material ini dikenal memiliki kekuatan tekan tinggi sekaligus kemampuan menahan regangan yang jauh lebih besar dibandingkan beton konvensional.

Dalam penelitian ini, ECC mortar digunakan sebagai bahan grouting yang mengisi rongga-rongga pada kerangka aspal berpori. Proses ini menghasilkan struktur komposit yang lebih padat dan kuat dibandingkan kerangka aspal tanpa pengisian mortar.

Salah satu aspek inovatif dalam penelitian ini adalah penggunaan crumb rubber, yaitu partikel karet hasil daur ulang ban bekas, sebagai bahan modifikasi aspal. Penggunaan crumb rubber tidak hanya meningkatkan elastisitas material aspal, tetapi juga memberikan kontribusi terhadap pemanfaatan limbah industri secara lebih produktif.

Selain crumb rubber, penelitian ini juga memanfaatkan palm shell ash (PSA) sebagai bahan tambahan dalam campuran ECC mortar. PSA merupakan limbah industri kelapa sawit yang memiliki kandungan silika tinggi sehingga dapat berfungsi sebagai bahan pozzolan dalam proses hidrasi semen. Penggunaan PSA memungkinkan pengurangan konsumsi semen sekaligus meningkatkan keberlanjutan material konstruksi.

Dengan menggabungkan crumb rubber dan palm shell ash dalam desain material, penelitian ini menunjukkan pendekatan rekayasa material yang tidak hanya berfokus pada performa teknis, tetapi juga memperhatikan aspek keberlanjutan lingkungan.

Untuk menguji kinerja struktur perkerasan yang dikembangkan, Muhammad Aswin dan tim peneliti melakukan serangkaian pengujian laboratorium yang komprehensif. Pengujian tersebut mencakup evaluasi sifat segar ECC mortar, pengujian kekuatan tekan, kekuatan lentur, ketahanan terhadap benturan, serta ketahanan terhadap temperatur tinggi atau api.

Hasil pengujian menunjukkan bahwa kerangka aspal berpori tanpa grouting memiliki kekuatan tekan yang sangat rendah. Namun setelah rongga-rongga diisi dengan ECC mortar, kekuatan tekan meningkat secara signifikan. Spesimen HAGE menunjukkan kekuatan tekan yang terus meningkat seiring bertambahnya usia material, sementara spesimen HRGE memperlihatkan kombinasi kekuatan dan fleksibilitas yang lebih baik karena adanya crumb rubber.

Selain itu, pengujian kekuatan lentur juga menunjukkan peningkatan performa struktural seiring waktu pengerasan mortar. Kemampuan struktur komposit dalam menahan beban lentur menunjukkan potensi penerapan material ini pada jalan yang menerima beban lalu lintas berat.

Temuan penting lainnya adalah kemampuan sistem perkerasan komposit dalam menahan temperatur tinggi. ECC mortar terbukti mampu menahan panas hingga lebih dari 550°C, sekaligus memperlambat penyebaran panas pada struktur perkerasan. Ketahanan terhadap temperatur tinggi ini menjadi sangat relevan dalam kondisi ekstrem seperti kebakaran kendaraan atau peningkatan suhu lingkungan akibat perubahan iklim.

Selain aspek teknis, penelitian ini juga memiliki dimensi keberlanjutan yang kuat. Dengan memanfaatkan limbah industri seperti crumb rubber dan palm shell ash, penelitian ini menunjukkan bahwa material daur ulang dapat diintegrasikan secara efektif dalam desain infrastruktur modern.

Pendekatan ini sejalan dengan tren global dalam rekayasa sipil yang semakin menekankan penggunaan material ramah lingkungan dan pengurangan jejak karbon dalam konstruksi.

Bagi Muhammad Aswin, penelitian ini tidak hanya berkontribusi pada pengembangan teknologi material perkerasan, tetapi juga memperluas pemahaman tentang bagaimana sistem komposit dapat meningkatkan kinerja infrastruktur transportasi. Melalui integrasi antara rekayasa material, teknologi konstruksi, dan prinsip keberlanjutan, penelitian ini membuka peluang bagi pengembangan desain perkerasan jalan yang lebih tahan lama dan adaptif terhadap berbagai kondisi lingkungan.

Dalam konteks akademik, penelitian ini memperkaya literatur mengenai teknologi semi-flexible pavement, yaitu sistem perkerasan yang mengombinasikan karakteristik fleksibel dari aspal dengan kekuatan struktural material berbasis semen.

Kontribusi ilmiah Muhammad Aswin dan tim peneliti memperlihatkan bagaimana pendekatan multidisipliner dapat menghasilkan inovasi yang relevan bagi kebutuhan infrastruktur masa depan. Dengan menggabungkan prinsip rekayasa material, analisis struktural, dan keberlanjutan lingkungan, penelitian ini memberikan landasan ilmiah yang kuat bagi pengembangan teknologi perkerasan jalan generasi berikutnya.

Bagi Universitas Sumatera Utara, keterlibatan Muhammad Aswin sebagai peneliti dalam studi ini mencerminkan kontribusi aktif akademisi dalam menjawab tantangan pembangunan infrastruktur yang semakin kompleks. Penelitian ini tidak hanya memperkuat posisi USU dalam bidang teknik sipil dan rekayasa material, tetapi juga menunjukkan bahwa inovasi akademik dapat menghasilkan solusi nyata bagi kebutuhan pembangunan berkelanjutan.