Sistem penilaian penetrasi dikembangkan pada awal tahun 1900-an untuk mengkarakterisasi konsistensi aspal semi padat. Aspal tingkat penetrasi adalah aspal penyulingan yang diproduksi dengan viskositas berbeda dan merupakan aspal standar yang biasanya digunakan sebagai Aspal Paving Grade yang penting untuk konstruksi jalan dan untuk produksi perkerasan aspal dengan sifat unggul. Uji penetrasi dilakukan untuk mengkarakterisasi aspal berdasarkan kekerasannya. Oleh karena itu, ia disebut aspal penetrasi.
Asumsi dasar gradasi penetrasi adalah semakin rendah kekentalan aspal maka jarum akan semakin dalam menembus. Aspal yang dihasilkan selama proses oksidasi dasar vakum (bahan baku produksi aspal yang berasal dari sisa menara distilasi pada kilang minyak vakum) pada unit produksi aspal akan diklasifikasikan berdasarkan titik penetrasinya. Nilai penetrasi dicantumkan sebagai kisaran unit penetrasi (satu unit penetrasi = 0,1 mm) seperti 60/70. Penilaian aspal membantu menilai kesesuaiannya dalam kondisi iklim dan jenis konstruksi yang berbeda. Di daerah yang lebih hangat, tingkat penetrasi yang lebih rendah lebih disukai untuk menghindari pelunakan sedangkan tingkat penetrasi yang lebih tinggi seperti 120/150 digunakan di daerah yang lebih dingin untuk mencegah terjadinya kerapuhan yang berlebihan. Nilai penetrasi yang ditentukan dalam AASHTO M 20 dan ASTM D 946 tercantum dalam tabel di bawah.

• Bitumen 80/100: Karakteristik grade ini sesuai dengan grade S 90 IS-73-1992. Ini cocok untuk jalan bervolume rendah dan masih banyak digunakan di seluruh dunia. Karena titik hembusan dan penetrasi udaranya yang relatif rendah, ini digunakan di daerah dingin.

• Bitumen 60/70: Tingkatan ini lebih keras dari 80/100 dan dapat menahan beban lalu lintas yang lebih tinggi. Karakteristik grade ini sesuai dengan grade S 65 IS-73-1992. Bitumen 60/70, artinya penetrasi antara 60 dm (Desimeter) s/d 70 dm, artinya jarum akan menembus sampel aspal minimal 60 dm dan maksimal 70 dm. Saat ini digunakan terutama dalam pembangunan Jalan Raya. Bitumen 60/70 adalah salah satu kualitas aspal yang paling banyak digunakan dan merupakan bahan dasar untuk semua produk bitumen lainnya. Ini digunakan di daerah yang ringan.

• Bitumen 40/50: Nilai penetrasi aspal 40/50 berarti nilai penetrasi berada pada kisaran 40 sampai 50 pada kondisi pengujian standar yang biasa digunakan sebagai Paving Grade. Aspal penetrasi grade 40/50 adalah aspal penetrasi semi keras yang cocok untuk konstruksi dan perbaikan jalan. Tingkat aspal ini terutama digunakan dalam pembuatan aspal campuran panas untuk alas dan lapisan keausan.

• Bitumen 30/40: Ini adalah grade yang paling keras dan mampu menahan beban lalu lintas yang sangat berat. Karakteristik grade ini sesuai dengan grade S 35 IS-73-1992. Bitumen 30/40 digunakan dalam aplikasi khusus seperti landasan pacu bandara dan juga di jalan dengan volume lalu lintas yang sangat padat di kota-kota pesisir.

Cutback adalah cairan yang mengalir bebas pada suhu normal dan diperoleh dengan fluks aspal dengan pelarut yang sesuai. Viskositas aspal berkurang secara signifikan dengan penambahan minyak tanah atau pelarut lainnya. Cutback Bitumen dibuat dengan mengurangi viskositas aspal biasa dengan menambahkan sebagian besar pelarut jenis minyak bumi. Untuk digunakan dalam pembalut permukaan, beberapa jenis aspal makadam dan stabilisasi tanah-aspal, diperlukan suatu bahan pengikat cair yang dapat dicampur secara relatif pada suhu rendah. Oleh karena itu, untuk meningkatkan fluiditas pengikat bitumen pada suhu rendah, pengikat dicampur dengan pelarut yang mudah menguap. Setelah campuran potongan digunakan dalam pekerjaan konstruksi, bahan yang mudah menguap akan menguap dan potongan tersebut mengembangkan sifat pengikatan. Viskositas pengurangan dan laju pengerasannya di jalan bergantung pada karakteristik dan kuantitas aspal dan minyak atsiri yang digunakan sebagai pengencer. Cutback Bitumen digunakan karena viskositasnya lebih rendah dibandingkan aspal murni sehingga dapat digunakan pada aplikasi suhu rendah. Aspal potong dapat digunakan untuk konstruksi dan pemeliharaan jalan aspal cuaca dingin.
Pengurangan diklasifikasikan menurut waktu yang dibutuhkan untuk mengeras, atau menjadi padat karena penguapan pengencer. Klasifikasinya adalah rapid curing (RC), medium curing (MC) atau slow curing (SC). Perilaku pemotongan bervariasi sesuai dengan jenis pemotong atau fluks yang digunakan sebagai pengencer dengan white spirit yang biasa digunakan untuk grade RC, minyak tanah untuk MC, dan solar untuk SC. Pelarut dengan proses pengawetan cepat (RC) akan menguap lebih cepat dibandingkan pelarut dengan proses pengawetan sedang (MC), yang pada gilirannya akan mengering lebih cepat dibandingkan pelarut dengan proses pengawetan lambat (SC).
Standar pemotongan aspal adalah sebagai berikut:
– ASTM D 2026, D 2027 dan D 2028 untuk Cutback Curing Lambat, Sedang dan Cepat
– AASHTO M 81, M 82 untuk Pengurangan Curing Cepat dan Sedang
– EN 15522 Pemotongan dan Pengikat Bitumen Fluks

Cutback Bitumen secara umum dibagi menjadi tiga kelompok tergantung pada volatilitas pelarut yang ditambahkan:

• Proses Pengawetan Lambat (SC-30, SC-70, SC-250, SC-800, SC-3000), sering disebut “minyak jalan”, biasanya merupakan bahan sisa yang dihasilkan dari distilasi fraksional minyak mentah tertentu. Secara tradisional segala jenis minyak aromatik, naftenat, dan parafin digunakan. Bahan aspal cair dengan proses pengawetan lambat dapat dibuat dengan mencampurkan aspal dengan fraksi minyak bumi.

• Medium Curing (MC-70, MC-250, MC-800, MC-3000), merupakan campuran Bitumen dengan hidrokarbon ringan seperti minyak tanah.

• Pengawetan Cepat (RC-30, RC-70, RC-250, RC-800, RC-3000), dibuat dengan pengencer ringan yang cepat menguap seperti nafta atau bensin.

Pada awal tahun 1960an, sistem penilaian aspal (aspal) yang lebih baik dikembangkan dengan menggunakan uji viskositas ilmiah yang rasional. Uji ilmiah ini menggantikan uji penetrasi empiris sebagai kunci karakterisasi pengikat aspal. Penilaian viskositas mengkuantifikasi karakteristik aspal berikut:

– Viskositas pada 60°C (140°F)
– Viskositas pada 135°C (275°F)
– Kedalaman penetrasi jarum 100 g yang diterapkan selama 5 detik pada 25° C (77° F)
– Suhu titik nyala
– Daktilitas pada 25°C (77°F)
– Kelarutan dalam trikloretilen
– Uji oven film tipis (menghitung efek penuaan jangka pendek):
– Viskositas pada 60°C (140°F)
– Daktilitas pada 25°C (77°F)

Nilai Viskositas Aspal dikategorikan menurut tingkat Viskositas (derajat fluiditas). Semakin tinggi kadarnya, semakin kaku aspal tersebut. Pada Nilai Viskositas, uji Viskositas dilakukan pada 60°C dan 135°C, yang masing-masing mewakili suhu permukaan jalan selama musim panas dan suhu pencampuran. Penetrasi pada suhu 25°C, yang merupakan suhu rata-rata perkerasan tahunan, juga dipertahankan dalam Spesifikasi.
Standar Viscosity Grade aspal adalah sebagai berikut:
– AASHTO M 226
– ASTM D 3381
– IS73:2013

Nilai baru berdasarkan standar S73:2013 telah berkembang dengan nomenklatur:

VG-10 BITUMEN: VG-10 banyak digunakan dalam aplikasi penyemprotan seperti pembalut permukaan dan Paving di iklim yang sangat dingin dibandingkan dengan tingkat aspal penetrasi 80/100. Ini juga digunakan untuk memproduksi produk Aspal Emulsi dan Aspal Modifikasi.

VG-20 BITUMEN: VG-20 digunakan untuk pengerasan jalan di daerah beriklim dingin & dataran tinggi.

VG-30 BITUMEN: VG-30 terutama digunakan untuk membangun perkerasan aspal tugas berat ekstra yang perlu menahan beban lalu lintas yang signifikan. Ini dapat digunakan sebagai pengganti aspal dengan kualitas penetrasi 60/70.

VG-40 BITUMEN: VG-40 digunakan di area dengan tekanan tinggi seperti persimpangan, dekat pintu tol dan tempat parkir truk, bukan pada tingkat penetrasi 30/40. Karena viskositas yang lebih tinggi, campuran aspal yang lebih kaku dapat diproduksi untuk meningkatkan ketahanan terhadap dorongan dan masalah lain yang berkaitan dengan suhu yang lebih tinggi dan beban lalu lintas yang berat.

Emulsi aspal adalah cairan yang mengalir bebas pada suhu kamar dan terdiri dari dua cairan yang tidak dapat bercampur, aspal dan air, yang distabilkan oleh komponen ketiga, pengemulsi. Aspal tersebar ke seluruh fase air kontinyu dalam bentuk tetesan diskrit, biasanya berdiameter 0,5 hingga 5 mikron, yang tersuspensi oleh muatan elektrostatis. Dispersi diperoleh dengan mengolah aspal dan air dalam kondisi terkendali melalui pabrik koloid bersama dengan bahan tambahan pilihan.
Kandungan aspal dapat bervariasi untuk memenuhi kebutuhan yang berbeda dan biasanya antara 30% dan 70%. Tujuan utama dari pengemulsian aspal adalah untuk mendapatkan produk yang dapat digunakan tanpa pemanasan yang biasanya diperlukan bila menggunakan aspal cutback dan paving grade. Penggunaan pengemulsi dengan kualitas yang tepat sangat penting untuk memastikan bahwa emulsi memiliki stabilitas dari waktu ke waktu dan juga bahwa emulsi tersebut pecah dan mengeras ketika diaplikasikan pada agregat/permukaan jalan. Ini adalah cairan mengalir bebas berwarna coklat coklat pada suhu kamar.
Emulsi aspal perlu diklasifikasikan berdasarkan muatan ioniknya menjadi kationik atau anionik. Karena emulsi aspal air digunakan secara intensif sebagai bahan pengikat dan pembentuk film dalam konstruksi, dua jenis pengemulsi digunakan: anionik dan kationik. Emulsi aspal anionik umumnya tidak digunakan dalam konstruksi jalan karena umumnya agregat mengandung silika digunakan dalam konstruksi jalan. Emulsi aspal anionik tidak memberikan kinerja yang baik dengan agregat mengandung silika sedangkan emulsi aspal kationik memberikan kinerja yang baik dengan agregat ini.
Emulsi kationik melapisi agregat lebih efisien karena muatan positifnya dan karena itu mempunyai sifat adhesi yang lebih baik. Emulsi Kationik lebih disukai dan lebih banyak digunakan. Emulsi kationik dimulai dengan huruf “C”. Jika tidak ada C, emulsi biasanya berupa anionik. Muatan ini penting ketika merancang suatu emulsi untuk kompatibilitas dengan agregat tertentu. Rangkaian spesifikasi berikutnya menjelaskan seberapa cepat suatu emulsi akan mengeras atau menyatu. RS (Rapid Set), MS (Medium Set), SS (Slow Set), dan QS (Quick Set) adalah nilai pengaturannya.
Emulsi aspal memiliki viskositas rendah dan dapat dikerjakan pada suhu kamar, sehingga ideal untuk digunakan pada perkerasan jalan dan permukaan.
Standar Emulsi Bitumen adalah sebagai berikut:
– Emulsi Anionik AS: ASTM D 977 dan AASHTO M 140
– Emulsi Kationik AS: ASTM D 2397 dan AASHTO M 208
– Eropa: Standar Kerangka Harmonisasi EN 13808

Nilai utama untuk emulsi aspal diklasifikasikan sebagai berikut:

Emulsi Aspal CSS-1: CSS-1 adalah emulsi aspal kationik dengan pengaturan lambat yang dirancang untuk digunakan sebagai pelapis tack, stabilisasi dasar, penyegelan kabut, pengendalian debu dan aplikasi khusus. Emulsi aspal kationik CSS-1 mempunyai muatan positif sehingga dapat terjadi reaksi langsung dan sangat cepat antara emulsi dan agregat atau perkerasan. Emulsi CSS-1 digunakan untuk berbagai tujuan. Emulsi dengan pengerasan lambat adalah emulsi yang paling stabil, dan umumnya dapat diencerkan dengan air dan dicampur dengan pengisi mineral dan agregat. Untuk semua penggunaan, suhu udara dan perkerasan pada konstruksi harus cukup tinggi agar emulsi dapat mengeras sepenuhnya.

Emulsi Aspal CMS-2: CMS-2 adalah emulsi aspal berbahan dasar air kationik dengan pengaturan medium untuk digunakan pada campuran aspal dan agregat dingin dan hangat, stabilisasi dasar, dan reklamasi kedalaman penuh. CMS-2 dapat dicampur dingin atau hangat di pabrik pusat, dengan pugmill portabel di lokasi kerja atau di jalan raya. Bahan campuran dapat segera digunakan, atau ditimbun untuk digunakan nanti. Ini dapat ditempatkan dengan paver atau dikerjakan di trotoar dengan pisau atau reclaimer.

Emulsi Bitumen CRS-2: CRS-2 adalah aspal emulsi berbahan dasar air kationik yang dirancang untuk digunakan sebagai pengikat bitumen pada seal chip. Itu dipasok dalam jumlah besar. Emulsi CRS-2 harus diaplikasikan dengan distributor yang terkalibrasi dengan baik. Nozel distributor dan batang penyemprot harus berukuran dan diatur untuk menghasilkan laju tembakan yang diinginkan. Kecepatan tembakan harus ditentukan oleh desain segel chip laboratorium dengan agregat proyek dan kondisi perkerasan eksisting. CRS-2 tidak boleh diterapkan ketika suhu udara di bawah 60°F dan turun. Emulsi berbahan dasar air tidak boleh terkena suhu beku atau panas berlebih. Emulsi adalah sistem yang distabilkan secara kimia, jadi harus berhati-hati agar tidak mengganggu keseimbangan kimia dengan kontaminasi bahan kimia, paparan udara berlebihan, atau kondisi mekanis atau termal yang merugikan.

Aspal kilang diolah lebih lanjut dengan memasukkan udara olahan. Ini akan menghasilkan aspal teroksidasi, yang juga dikenal sebagai aspal tiup. Dalam proses ini, dengan mempertahankan suhu yang terkendali, udara panas dengan suhu 200 hingga 300 derajat Celcius dihembuskan melalui tabung berlubang ke dalam kompartemen yang berisi aspal, udara tersebut dimasukkan di bawah tekanan ke dalam aspal lunak. Proses ini membuat aspal memiliki sifat yang lebih kenyal dibandingkan formula aslinya dan aspal tersebut lebih keras. Meniupkan udara melalui campuran aspal memberikan viskositas yang lebih tinggi dan ketahanan yang lebih besar terhadap pelunakan (khususnya untuk aplikasi jalan raya), dan proses sekunder yang melibatkan aditif yang dikembangkan secara khusus atau pengemulsi dengan air. Produsen aspal besar saat ini menggunakan bahan tambahan ini dalam produksinya untuk mencapai kinerja yang lebih baik pada hasil akhir. Campuran yang lebih keras ini memiliki keuletan dan kerentanan suhu yang lebih rendah.
Aspal teroksidasi memiliki tingkat kelembutan yang lebih tinggi dan sensitivitas yang lebih rendah terhadap variasi suhu. Aspal jenis ini digunakan untuk membuat lembaran atap, ban mobil dan pelapis. Aspal teroksidasi biasanya digunakan dalam pengoperasian atap, pelapisan pipa, pelapisan bawah untuk perkerasan beton semen Portland, aplikasi hidrolik dan pembuatan cat. Aspal blow grade banyak digunakan sebagai kompon lapisan anti slip pada industri tiang pancang, pada pembuatan kempa atap, pada kempa peredam suara dan penutup bawah gerbong pada industri otomotif, pelindung sambungan kabel listrik, kompon pengisi sambungan, kompon penyegel dan banyak lainnya.
Aspal teroksidasi dapat dikemas dalam kantong plastik, kantong kerajinan, dan juga dalam drum dan dapat dikirim panas dalam kapal tanker curah. Aspal teroksidasi (Blown grade bitumen) harus dipecah menjadi potongan-potongan kecil dan dipanaskan perlahan hingga suhu aplikasi 220ºC hingga 230ºC.
Aspal teroksidasi Simbolnya adalah R. Misalnya aspal R 80/25 berarti aspal tiup dengan derajat kelembutan 80 celcius dan derajat penetrasi 25. Aspal teroksidasi diproduksi dalam berbagai grade antara lain:

• Aspal teroksidasi 150/5
• Aspal teroksidasi 115/15
• Aspal teroksidasi 105/35
• Aspal teroksidasi 95/25
• Aspal teroksidasi 90/40
• Aspal teroksidasi 90/10
• Aspal teroksidasi 90/15
• Aspal teroksidasi 85/25
• Aspal teroksidasi 85/40
• Aspal teroksidasi 85/25
• Aspal teroksidasi 75/25

Biasanya aspal dikemas dan diekspor dalam drum baja baru. Kapasitas aspal drum berkisar antara 150 Kg hingga 200 Kg. Kapasitas kemasan drum yang paling umum digunakan oleh hampir seluruh konsumen aspal di dunia adalah 180 Kg.
Drum 180 Kg digunakan lebih luas oleh konsumen aspal karena paling bermanfaat bagi mereka. Importir aspal dapat menghemat biaya dengan menggunakan drum 180 Kg. Bidang penghematan terkait namun tidak terbatas pada, biaya produksi drum, biaya terkait penanganan dan pengiriman.
Bitubag dan Jumbo Bag dapat menjadi alternatif drum Bitumen yang hemat biaya. Bitubag bisa dalam dua jenis: 1000 kg dan 300kg

Bitubag seberat 300kg berisi dua lapis penutup, yang pertama dirobek dan yang kedua dibakar dan dicairkan di kapal tanker tujuan (reservior)

Sebagian besar aspal digunakan oleh industri konstruksi, terutama digunakan dalam aplikasi perkerasan jalan dan atap. 85% dari seluruh aspal digunakan sebagai bahan pengikat aspal untuk jalan raya, landasan pacu, tempat parkir, dan jalur pejalan kaki. Kerikil dan batu pecah dicampur dengan aspal kental, disatukan dan kemudian diaplikasikan ke jalan raya.

Karakteristik kedap air yang sangat baik dan perilaku termoplastik menjadikannya ideal untuk berbagai aplikasi. Pada suhu tinggi (biasanya antara 100 dan 2008C) ia bertindak seperti cairan kental dan dapat dicampur dengan komponen lain serta dimanipulasi dan dibentuk sesuai kebutuhan. Setelah didinginkan, ia menjadi padatan inert yang tahan lama dan bersifat hidrofobik (menolak air).

Aspal 10% yang digunakan di seluruh dunia digunakan dalam industri atap karena kualitas kedap airnya membantu membuat atap berfungsi dengan baik. Aspal 5% digunakan untuk tujuan penyegelan dan isolasi pada berbagai bahan bangunan seperti alas ubin karpet dan cat.

Selain kegunaan utama tersebut, aspal juga memiliki banyak kegunaan kecil. Contoh lainnya adalah peredam suara, bahan peledak, pelindung jamur, bahan pengikat pada briket, pelapis kaca spion, sol sepatu, pelapis tiang pagar dan stabilisasi tanah.