Pemodelan Perkerasan Skala Semi Lapangan

Metode Empiris, yang mengacu pada hasil “full scale test” dilaksanakan di Ottawa, Amerika serikat pada awal tahun 60-an (Yodar & Witczak, 1975). Beberapa metode empiris untuk perencanaan tebal perkerasan, antara lain Metode AASHO 1972 (AASHO,1972), metode Asphalt Institut (TAI,1970), metode Road Note 29 dan Road Note 31, dan metode Analisa Komponen 1987 (SNI,2002), yang telah digunakan sejak lama di Indonesia untuk merencanakan tebal perkerasan lentur.

Mulai akhir tahun 70-an, bersama dengan diselenggarakannya konverensi ISAP di Ann Harbour, Michigan Amerika Serikat, diperkenalkan metode Analitis Mekanika oleh beberapa peneliti dan universitas terkemuka didunia, yaitu metode SHELL dari Belanda (Claessen et al.,1977), metode ASPHALT INSTITUTE dari Amerika Serikat (TAI,1983) dan metode NOTTINGHAM dari University of Nottingham di inggris (Brown et al.,1977). Metode yang diperkenalkan tersebut mengubah secara total asumsi – asumsi yng di gunakan pada metode empiris, yaitu. Yang semula mengandalkan kepada hasil pengamatan ‘’full scale test menjadi suatu metode yang mengembangkan kaidah-kaidah teoritis dari karakteristik material perkerasan, dilengkapi dengan perhitungan secara eksak respons struktur perkerasan terhadap beban sumbu kendaraan. Metode yang dikembangkan ini secara umum dinamakan metode Analitis. Metode analisa menggunakan beberapa langkah yaitu :

1. Mengasumsi bentuk perkerasan 
2. Menetapkan beban
3. Memperkirakan material yang akan digunakan 
4. Menganalisa tegangan, regangan, dan lendutan pada titik kritis
5. Membandingkan hasil yang diperoleh dengan tegangan ijin
6. Apabila belum memenuhi, maka diulangi kembali langkah 3, 4, dan 5 hingga didapatkan desain yang sesuai
7. Mempertimbangkan aspek ekonomi

Metode analisa dapat dilakukan dilapangan menggunakan skala tertentu yang mampu merepresentasikan kondisi sesungguhnya yang terjadi dilapangan sehingga hasil uji yang diperoleh dapat digunakan. Asumsi- asumsi yang bisa digunakan dalam pengujian yaitu :

1. Lapisan bersifat homogen, dimana setiap lapis memiliki bahan dengan sifat yang sama.
2. Tiap lapis memiliki ketebalan tertentu, kecuali pada arah memanjang ke samping dan lapisan subgrade yang tak terhingga.
3. Setiap lapis bersifat isotropik yaitu sifat bahan pada setiap titik dan arah dianggap bersifat sama.
4. Prameter yang digunakan berupa modulus elatisitas (E) dan poisson ratio.
5. Linear elastis, yang berarti akan kembali ke bentuk semula ketika beban dipindahkan.

Tegangan dan regangan pada lapisan perkerasan diperoleh dengan penempatan alat uji pada lapisan perkerasan diperoleh dengan penempatan alat uji pada lapisan perkerasan. Titik kritis yang di tinjau berada pada permukaan perkerasan, bawah perkerasan, lapis pondasi, dan permukaan tanah dasar. Titik-titik inilah yang akan dijadikan dasar dalam perencanaan atau evaluasi kinerja perkerasan. Pada bagian bawah lapisan permukaan terjadi regangan tarik, bagian bawah lapisan pondasi terjadi tegangan tarik, dan pada tanah dasar terjadi tegangan dan regangan tekan

Pengujian menenai kondisi atau kuwalitas dari suatu perkerasan jalan dapat dilakukan dengan cara pemodelan yang dilakukan di laboratorium. Pemodalan ini menggunakan skala tertentu yang mampu merepresentasikan kondisi sesungguhnya yang terjadi di lapangan sehingga hasil uji yang di dapatkan di laboratorium dapat digunakan. Salah satu pemodelan yang digunakan adalah dengan model lapisan elastis yang dapat menghitung tegangan dan regangan pada suatu titik dalam suatu struktur perkerasan. Model ini berasumsi bahwa setiap lapis perkerasan memiliki sifat-sifat seperti homogen. Model ini berasumsi bahwa setiap lapis perkerasan memiliki sifat-sifat seperti homogen, isotropis, dan linear elastic yang berarti akan kembali ke bentuk semula ketika beban dipindahkan.

Dalam pemodelan yang dilakukan, diperlukan masukan (input) untuk mengetahui tegangan dan regangan pada struktur perkerasan dan respon terhadap beban. Parameter-parameter yang digunakan yaitu sebagai berikut: 

Modulus Elastisitas

Modulus elastisitas adalah perbandingan antara tegangan dan regangan suatu benda. Modulus elastisitas disebut juga modulus young dan dilambangkan dengan huruf E.

Modulus elastisitas untuk suatu benda mempunyai batas regangan dan tegangan elastisitasnya yang menunjukkan seberapa baik suatu bahan kembali ke ukuran dan bentuk aslinya setelah menerima beban, bukan kekuatannya dalam menahan teganga atau regangan.

Poisson Ratio

Poisson ratio merupakan perbandingan poison yang digambarkan sebagai garis melintang sampai regangan bujur dari satu specimen yang dibebani

Material	Poisson Ratio
Baja	0,25 – 0,3
Aluminium	0,33
PCC	0,1 – 0,2
HMA/ATB	0,15 – 0,45
Cement stab. Base	0,15 – 0,3
Granular base / subbase	0,3 – 0,4
Subgrade soil	0,4 – 0,5

Ketebalan setiap lapis perkerasan

Ketebalan setiap lapisan perkerasan diperlukan dalam teori system lapis banyak.

Kondisi Beton

Data ini terdiri atas data beban roda (P) dan tekanan roda. (q). Nilai P dipengaruhi oleh muatan kendaraan. Nilai yang di hasilkan dari pemodelan ini adalah tegangan dan regangan.