## JUTEKS - JURNAL TEKNIK SIPIL
Vol. VIII No. II, Halaman: 115- 119 Oktober 2023

## ANALISA REPETISI IJIN PADA PERKERASAN LENTUR DENGAN
METODE MEKANISTIK-EMPIRIS
Haerul Purnama 1 *& Arman Hidayat 2 1,2 Universitas Sembilan Belas November
* E-mail: Haerulpurnama@gmail.com

## Abstrak
Metode mekanistik empiris pada perencanaan perkerasan. mendasarkan desain pada sifat-sifat mekanis material yang  berhubungan  dengan  input  beban  dan  responnya  terhadap  pembebanan..  Nilai  respon  perkerasan  pada metode mekanis empiris adalah nilai tegangan dan regangan yang terjadi pada tiap lapisan yang dikontrol melalui parameter  kegagalan  guna  menentukan  nilai  repetisi  ijin  berdasarkan  tingkat  kerusakan  deformasi.  kerusakan retak  alur  dan  retak  lelah  pada  lapisan  Perkerasan.  Mendasarkan  pada  hal  itu  maka  dapat  dilakukan  evaluasi repetisi ijin perkerasan eksisting berdasarkan nilai kekuatan mekanis material perkerasan terbangun dan beban lalu-lintas. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan nilai repetisi ijin lapisan perkerasan dan membandingkannya dengan nilai repetisi desain. berdasarkan hasil penelitian diperoleh nilai repetisi ijin pada ruas Ruas Jalan Cikkee- Lempongbangke    untuk  kerusakan  retak  lelah  sebesar    20.273.645  ESAL.  Kerusakan  retak  alur  permukaan Sebesar 839.423 ESAL dan kerusakan deformasi permanen sebesar 2.443.336 ESAL. Nilai repetisi ijin ini masih cukup untuk mengakomodasi  nilai repetisi desain sebesar 800,000 ESAL.
Kata kunci : Tuliskan kata kunci dari tulisan anda dari khusus ke umum (3-7 kata).

## PENDAHULUAN
Pada  perkerasan  lentur.  jumlah  lapisan dan kemampuan material penyusun menerima dan menyalurkan pembebanan ke tanah dasar. Penetapan  tebal  perkerasan  pada  umumnya menggunakan  perkiraan  jumlah  kumulatif beban  sumbu  standar  (CESA,  Cummulative eqivalent  standar  axle)    yang  akan  melalui perkerasan  tersebut[  (Paransa,  Jansen  ,  & Manoppo, 2013)
Metode mekanistik empiris pada perencanaan perkerasan. mendasarkan desain pada sifat-sifat mekanis material yang berhubungan dengan input beban dan responnya  terhadap  pembebanan.  Sehingga berdasarkan  nilai  response  tersebut  dapat digunakan  untuk  memprediksi  kegagalan perkerasan (Huang, 1999)
.  Nilai  respon  perkerasan  pada  metode mekanis-empiris  adalah  nilai  tegangan  dan regangan  yang  terjadi  pada  tiap  lapisan  yang dikontrol  melalui  parameter  kegagalan.  dalam hal  ini  parameter  kerusakan  deformasi  total. retak  alur  dan  retak  lelah.  Nilai  tegangan  dan regangan  pada  meningkat  seiring  dengan dengan  peningkatan  beban  sumbu  dan menurun  seiring  peningkatan  nilai  modulus elastisitas  material.  sehingga  keseimbangan antara  nilai  repetisi  untuk  kerusakan  fatigue dan deformasi bergantung pada ketebalan lapis pondasi dan daya dukung tanah (Behiry, 2012).
Prediksi  Nilai  repetisi  ijin  perkerasan berdasarkan  nilai  regangan  tegangan  pada model pembebanan perkerasan juga umumnya
dilakukan  untuk  mensimulasikan  reaksi  lapis perkerasan  ketika  terjadi  perubahan  nilai pembebanan  (overload)  atau  peningkatan jumlah  repetisi  melebihi  waktu  perkiraan (Wigati  &  Kushari,  2016)    .Nilai  repetisi  izin adalah  kumulatif  lintas  beban  sumbu  standar (ESAL)    yang  mampu  diterima  oleh  material lapisan perkerasan sebelum tercapai kegagalan  perkerasan  (Sahri  &  Muis,  2018) Nilai  ini  dapat  diperoleh  dengan  memodelkan lapisan  dan  pembebanannya  menggunakan metode desain mekanistik empiris.
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis jumlah repetisi ijin akibat pembebanan kendaraan berdasarkan berdasarkan kekuatan mekanistik material dan parameter  kegagalan  pada  perkerasan  lentur. Penelitian  dilakukan  dengan  menggunakan data sekunder pada perkerasan jalan terbangun.  analisis  terhadap  nilai  tegangan- regangan  dilakukan  pada  lapisan  perkerasan dan  hasilnya  digunakan  untuk  menentukan jumlah repetisi menggunakan persamaan untuk parameter kegagalan perkerasan.

## METODE PENELITIAN
Secara  garis  besar  penelitian  ini  dibagi atas 2 tahapan :
1.  Studi pustaka Dalam kegiatan penelitian ini di  mulai  dengan  tahap  studi  Pustaka.  yaitu pengumpulan data-data berupa data primer yang  diperoleh  dari  hasil  pengujian  yang
dilakukan  oleh  peneliti.  dan  data  sekunder yang  diperoleh  dari  literatur.  berupa  buku dan jurnal. Pengumpulan data sekunder dari dinas Pekerjaan Umum Kabupaten Soppeng.  berupa  peta  lokasi.  Tebal  dan jenis  lapisan  perkerasan.  Nilai  properti material  yang  digunakan  pada  analisis  ini adalah nilai modulus elastisitas dan poisson rasio. data tersebut diperoleh pada manual Desain
Perkerasan
Jalan
Nomor 02/M/BM/2013 berdasarkan tipe lapis perkerasan . Sedangkan untuk nilai Repetisi desain  menggunakan  nilai  maksimum kumulatif beban
sumbu
standar berdasarkan  Perkiraan  Lalu  Lintas  Untuk Jalan  Dengan  Lalu  Lintas  Rendah  (Kasus Beban  Berlebih)  pada  manual  Desain Perkerasan  Jalan  Nomor  02/M/BM/2013 [6]:.  Untuk  data  pembebanan  digunakan nilai  beban  kendaraan  sumbu  standar dengan  memodelkan  beban  gandar.  roda dan tekanan ban
2.  Tahap Pemodelan dilakukan pada menggunakan aplikasi kenlayer. menginput tebal  perkerasan.  properti  material  dan definisi  pembebanan  sumbu  standar.  Nilai respon  tegangan  dan  regangan  pada  lapis perkerasan dianalisis dan di gunakan untuk menentukan jumlah repetisi ijin berdasarkan parameter kegagalan perkerasan yang telah ditentukan sebelumnya.

## Model Lapisan Perkerasan & Material
Lapisan  perkerasan  lentur  pada  ruas jalan  Cikkee-Lempongbangke  tersusun  atas  3 lapisan. AC-BC. LPA ( kelas A )dan LPB (kelas B).  karakter  lapisan  di  wakili  oleh  nilai  tebal. modulus elastisitas dan poisson ratio. Pemodelan  struktur  perkerasan  dilakukan menggunakan  perangkat  lunak  kenpave  dan sub  program  kenlayer.  Spesifikasi  lapisan perkerasan yang dimodelkan dapat dilihat pada tabel 1.

## Tabel 1. Karakteristik material Perkerasan
No Lapisan Material Tebal (cm) Modulus Elastisitas (Mpa) Poisson Ratio 1 Permukaan AC-WC 4 1100 0.4 2 Permukaan AC-BC 6 1200 0.4 3 Pondasi Atas Agregat Kelas A 15 250 0.35 4 Pondasi Bawah Agregat Kelas B 20 150 0.35 5 Tanah dasar agregat ꝏ 108 0.45
Ilustrasi lapisan dan pemodelan pembebanan dapat dilihat pada gambar 2.

## Gambar 1. Pemodelan Sistem Perkerasan

## Definisi Pembebanan
Untuk  pemodelan  pembebanan  dalam perhitungan  repetisi  izin.    digunakan  beban gandar  standar  (sumbu  tunggal  roda  ganda) dengan besaran dan dimensi seperti dinyatakan  pada  gambar  3.  Bidang  kontak antara  roda  kendaraan  dan  permukaan  jalan diasumsikan  berbentuk  lingkaran.    Beban gandar  80  kN  terbagi  pada  4  roda  dengan beban masing-masing 20 kN dengan  tekanan ban  750  kPa  sehingga  membentuk  jari-jari bidang kontak tiap roda 92.10 mm.
Data  beban  yang  dimaksud  adalah beban roda kendaraan (P.kN/lbs). tekanan ban (q.Kpa/Psi).  data  jarak  antar  roda  ganda (d.cm/inch).  serta  jari-jari  bidang    kontak (a.cm/inch). Data kondisi beban yang digunakan  pada  penelitian  ini    berdasarkan data  yang  digunakan  di  Indonesia  pada Gambar 3. Jika diuraikan. data yang digunakan adalah  sebagai  berikut.P  =  18.000  pon/8.16 ton.
q = 0.55 MPa = 5.5 kg/cm2.
d = 33 cm.
a = 110 mm = 11 cm.
Gambar 2. Konfigurasi beban sumbu
Untuk  pembebanan  desain  tebal  perkerasan digunakan nilai lalin desain indikatif (pangkat 4 Overload).  sebagaimana  ditunjukkan  pada

## ANALISA REPETISI IJIN PADA PERKERASAN LENTUR  DENGAN METODE MEKANISTIK- EMPIRIS (STUDI KASUS : RUAS JALAN CIKKEE-LEMPONGBANGKE, KAB. SOPPENG)
Haerul Purnama 1 * dan Arman Hidayat 2 117
tabel 2. Nilai ini merupakan nilai rujukan beban kumulatif  sumbu  standar  overload  untuk  kelas jalan lokal sebesar 8 x 105 CESA
Tabel 2. Perkiraan Lalu Lintas Untuk Jalan
Dengan Lalu Lintas Rendah) Deskripsi Jalan LHRT (2 arah) Umur Rencana Lalin Desain Indikatif (pangkat 4 overload) Jalan desa minor dg akses kendaraan berat terbatas 30 20 4.5 x 10 4 Jalan Kecil 2 arah 90 20 7 x 10 4 Jalan Lokal 500 20 8 x 10 5 Akses Lokal daerah industry atau quarry 500 20 1.5 x 10 6 Jalan Kolektor 2000 20 1.5 x 10 6
Sumber : manual Desain Perkerasan Jalan

## Nomor 02/M/BM/2013

## Parameter Kegagalan Perkerasan
Dari  hasil  regangan  tegangan  yang diperoleh  maka  dapat  menentukan  angka repetisi  maksimum/repetisi  beban  jalan  yang diijinkan  sampai  terjadi  kerusakan  dengan menggunakan persamaan berikut :

## Retak Lelah
Retak  Lelah  atau  fatigue  cracking merupakan  sejumlah  retak  memanjang  yang saling  berhubungan  yang  disebabkan  oleh pembebanan  yang  berulang  oleh  roda kendaraan.  Retak  ini  umumnya  dimulai  dari retak  longitudinal  pendek  dan  berkembang menjadi retak pola kulit buaya[2]. Jenis retak ini  terjadi  akibat  regangan  tarik  horizontal dibawah lapisan bawah aspal yang merambat ke atas dan kemudian menyebabkan hilangnya integritas struktural lapisan perkerasan.  Untuk  kriteria  retak  (fatigue) diatas dapat dihitung menggunakan persamaan yang umum digunakan  yakni [7]:
( ) ( ) 3 2 1 f f h f E f N − − = 
(1)
Dimana :
f N = Jumlah repetisi beban yang diizinkan
h  = Regangan tarik horizontal
E  = Modulus elastisitas
Tabel  3.    model  kegagalan  retak  lelah (Fatigue cracking) oleh beberapa organisasi
No Organsasi f1 f2 f3 1 Asphalt Institute 0.0795 3.291  0.854 2 Shell Research 0.0685 5.671  2.363 3 US Army Corps of Engineer 497.156  5 2.66
4 Belgian Road Research Center 492E- 14 4.76 0 5 Transport & Research laboratory 1.66E- 10 4..32 0 Sumber : Abu El-Maaty Behiry.A.E. 2012

## Deformasi Total
Deformasi  total  (permanent  deformasi) adalah  kriteria  kegagalan  yang  disebabkan oleh perulangan regangan tekan vertikal pada bagian  atas  permukaan  lapisan  tanah  dasar (subgrade). Persamaan umum  Transport and Road Research yang mensyaratkan kedalaman  alur  0.4  inch  (10.2  mm). Persamaan umum untuk menentukan kriteria deformasi total adalah sebagai berikut [7]::
( ) 5 4 f v f f N − = 
(2)
Dimana :
= Jumlah repetisi beban yang diizinkan
= Regangan tekan vertikal
E  = Modulus elastisitas
Tabel  4.  model  kegagalan  Deformasi  oleh beberapa organisasi
No Organsasi F4 F5 1 Asphalt Institute 1.365E-09 4.477 2 Shell Research 6.15E-07 4 3 US Army Corps of Engineer 1.81E-15 6.527 4 Belgian Road Research Center 3.05E-09 4.35 f N v 
5 Transport & Research laboratory 1.13-06 3.75

## Sumber : Abu El-Maaty Behiry.A.E. 2012

## Retak Alur (Rutting)
Rutting adalah  kriteria  kegagalan  yang disebabkan oleh perulangan regangan tekan vertikal  pada  bagian  bawah  lapisan  aspal. Persamaan umum untuk menentukan kriteria deformasi total adalah sebagai berikut[7] : ( ) 5 4 f v f f N − =  (3) Dimana : f N = Jumlah repetisi beban yang diizinkan v  =
Regangan tekan vertikal
E = Modulus elastisitas HASIL DAN PEMBAHASAN

## ANALISIS TEGANGAN – REGANGAN PADA PERKERASAN
Output  hasil  analisis  menggunakan KENLAYER  berupa  nilai  tegangan  dan regangan  yang      terjadi  pada  lapisan perkerasan lentur jalan. Nilai tersebut merupakan respon perkerasan terhadap pembebanan  sumbu  standar  .  respon  yang  di analisis  pada  penelitian  ini  adalah  regangan tekan  vertikal  dan  regangan  tarik  horizontal sebagaimana ditunjukkan pada tabel 5  6.
Tabel 5. Regangan vertikal pada perkerasan
No Koordina t Vertikal tegangan tekan vertikal 1
2
3
0 9.99 44.99 0 9.99 44.99 0 9.99 44.99 -1.829E-04 4.967E-04 3.544E-04 -1.089E-04 2.967E-04 3.863E-04 -2.130E-04 1.576E-04 3.918E-04
Tabel 6. Regangan vertikal pada perkerasan No Koordina t Vertikal (Regangan Tarik Horizontal) 1 2 3 0 9.99 44.99 0 9.99 44.99 0 9.99 44.99 2.547E-04 -3.463E-04 -1.909E-04 1.407E-04 -3.242E-04 -2.034E-04 -2.744E-05 -2.961E-04 -2.057E-04
Berdasarkan  hasil  analisis  kenlayer, pada  lapisan  aspal  diperoleh  nilai regangan  vertikal  maksimum  akibat pembebanan  beban  sumbu  standar sebesar  4.967  x  10- 4 ,  nilai  regangan horizontal sebesar 3.463 x 10- 4 serta nilai regangan  vertikal  pada  lapis  pondasi bawah sebesar 3.918 x 10 -4 . nilai repetisi kemudian ditentukan dengan menghitung nilai ESAL untuk masing-masing parameter kerusakan menggunakan nilai regangan maksimum pada tiap lapisan.
a.   Jumlah  Repetisi  untuk  mengontrol retak lelah ( Fatigue cracking )
( ) ( ) 3 2 1 f f h f E f N − − =  N f = 0.0796(3.463x10 -4 ) -3.921 (1100000) -0.854
N f = 20.273.645,29 ESAL b.  Jumlah Repetisi untuk mengontrol
retak alur ( Rutting )
( ) 5 4 f v f f N − =  N f = 1.365x10 -9 (4.967 x 10 -4 ) -4.77
N f = 839.423 ESAL
c.  Jumlah Repetisi untuk mengontrol
deformasi total ( Permanentl
Deformation )
( ) 5 4 f v f f N − =  N f = 1.365 x 10 -9 (3.918x 10 -4 ) -4.77
N f =  2.443.336 ESAL

## ANALISA REPETISI IJIN PADA PERKERASAN LENTUR  DENGAN METODE MEKANISTIK- EMPIRIS (STUDI KASUS : RUAS JALAN CIKKEE-LEMPONGBANGKE, KAB. SOPPENG)
Haerul Purnama 1 * dan Arman Hidayat 2 119

## PEMBAHASAN
Sebagai  kontrol  Nilai  repetisi  ijin perkerassan, dilakukan
dengan memperbandingkan  nilai  repetisi  ijin  dan  nilai repetisi aktual selama umur rencana perkerasan. Dari hasil kalkulasi diperoleh :
Tabel 7. Perbandingan Nilai Repetisi Ijin dan Desain Jenis Kerusakan Nilai repetisi Ijin (ESAL) x10 3 Repetis i Desain selama UR (ESAL)
x10 3 Ket retak lelah retak alur deformasi 20273 839.423 2.443 800 800 800 Nf  Nd Nf  Nd Nf  Nd

## PENUTUP
Berdasarkan  nilai  respon  tegangan regangan  pada  perkerasan  untuk  tiap  jenis kerusakan  memiliki  nilai  repetisi  ijin  yang berbeda-beda.  Untuk  kerusakan  retak  lelah nilai  repetisi  izin  sebesar  20.273.645  ESAL, Untuk  kerusakan  retak  alur    nilai  repetisi  izin sebesar  sebesar    839.423  ESAL.  Untuk kerusakan  deformasi  Total  nilai  repetisi  izin sebesar  2.443.336  ESAL.  Tebal  perkerasan memenuhi  dapat  mengakomodir  pembebanan karena  nilai  repetisi  ijin  tersebut  masih  lebih besar daripada nilai repetisi Desain.
Berdasarkan  perbandingan  nilai  repetisi ijin  dengan  repetisi  desain.  urutan  kerusakan yang  akan  terjadi adalah retak alur  pada  lapis aspal permukaan dengan  lalu terjadi deformasi permanen dan retak lelah

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada semua pihak yang telah terlibat pada penelitian ini mulai dari proses pengumpulan data hingga artikel ini diterbitkan. Ucapan terima kasih juga kami  sampaikan  kepada  LP2M  Universitas Sembilanbelas  November  Kolaka  yang  telah membiayai  penelitian  ini  melalui  skema Penelitian Berbasis Visi Universitas Sembilanbelas November.

## DAFTAR PUSTAKA
Behiry, A.-M. (2012). Fatigue and rutting lives in flexible pavement. Ain Shams Engineering Journal , 367-374.
Huang, Y. H. (1999). Pavement Analysis and Design . New Jersey: Prentice hall.

## KEMENTRIAN PEKERJAAN UMUM DIREKTORAT JENDERAL BINA
MARGA. (2017). MANUAL
PERKERASAN JALAN (REVISI Juni 2017)Nomor 04/SE/Db/2017. Jakarta: KEMENTRIAN PEKERJAAN UMUM .
Matthew, T. V.,  Rao, K. (2006). Introduction To Transportation Engineering.
Mumbai: Indian Institute of Technology Bombay.
Paransa, M., Jansen , F.,  Manoppo, M. R.
(2013). Studi Pengaruh Pengambilan
Angka Ekivalen Beban Kendaraan Pada Perhitungan Tebal Perkerasan Fleksibel Di jalan Manado-Bitung. Jurnal Sipil Statik Vol.1 , 505-514.
Sahri, D.,  Muis, Z. A. (2018). Potensi Pengaruh Beban Overloading Terhadap Perkerasan (Studi Kasus : Jl Raya Lubuk Pakam) . Jurnal Teknik Sipil USU .
Wigati, I. H.,  Kushari, B. (2016). Prediksi Umur Pelayanan Jalan Penambahan beban Menggunakan Metode Mekanistik-Empiris (Studi Kasus: Jalan Raya Lubuk Pakam). Proceedings of the 19th International Symposium of FSTPT (pp. 1602- 1608). Malang: Universitas Islam Indonesia.