7 Bab II Tinjauan Pustaka Dari hasil tinjauan literatur yang dilakukan penulis, penulis menemukan bahwa penelitian mengenai penetuan tebal lapis tambah perkerasan lentur sudah banyak dilakukan, baik menggunakan pendekatan empiris maupun gabungan dari mekanistik dan empiris. Pendekatan tersebut digunakan untuk menentukan kriteria kerusakan (failure citeria) sebagai bentuk pendekatan empiris dan penentuan model dari struktur perkerasan sebagai bentuk pendekatan mekanistik. Selain itu penulis juga menemukan bahwa membandingkan dua metode dalam mendesain tebal lapis tambah pekersaan lentur telah dilakukan oleh beberapa akademisi lain di Indonesia, terutama untuk metode MDP, sedangkan untuk metode MEPDG sendiri belum banyak dibahas di Indonesia. Beberapa akademisi juga menggunakan bantuan software dalam tahap analisisnya. Berikut penjabaran mengenai hasil tinjauan literatur yang dilakukan penulis, dimulai dari model mekanistik – empiris perkerasan lentur, kondisi struktural perkerasan lentur eksisting, metode MDP 2017, metode MEPDG 2015, dan diakhiri dengan posisi penelitian serta konstribusi tesis. II.1. Model Mekanistik Perkerasan Lentur Dalam pendekatan mekanistik – empiris dibutuhkan model struktur perkerasan lentur yang digunakan untuk menggambarkan kondisi struktur multilayer yang memberikan respon akibat beban berulang sebagai pendekatan mekanistik. Respon yang terjadi digunakan untuk memprediksi kerusakan yang akan terjadi berdasarkan hasil uji laboratorium maupun uji lapangan sebagai pendekatan empiris. Dalam (Huang, 2004: 3), Kerkhoven dan Dormon (1953) pertama kali memberikan saran untuk menggunakan vertical compressive strain pada bagian atas subgrade sebagai failure citeria untuk mereduksi deformasi permanen; Saal dan Pell (1960) memberikan rekomendasi menggunakan horizontal tensile strain pada bagian bawah lapisan aspal untuk meminimalisir fatigue cracking, seperti yang terlihat 8 pada Gambar II.1. Penggunaan dari kedua konsep diatas untuk desain perkerasan pertama kali dipresentasikan oleh Doemon dan Metcalf (1965). Gambar II.1 Tensile dan Compresive Strain Pada Perkerasan Lentur (Sumber Huang, 2014) II.1.1 Karakterisasi Material Karakterisasi material yang digunakan pada pendekatan mekanistik – empiris harus bersifat spesifik, sehingga respon dari pekerasan yang berupa tegangan (σ) dan regangan (ε) pada kondisi kritis dapat ditentukan lebih akurat. Komponen utama pada karakterisasi material adalah nilai modulus dari material serta nilai poisson ratio (υ). Selain karakteristik atau propertis dari material diatas, sifat yang akan dimodelkan pada material juga harus ditentukan. Didalam perkerasan lentur terdapat tiga sifat dari material, dimana material dapat dipertimbangkan sebagai linier elastic, nonlinier elastic atau viscoelastic. Linier elastic merupakan sifat dimana material tersebut memiliki sifat elastis dan keelastisannya berbentuk linier atau menerus tanpa dipengaruhi oleh faktor apapun, sehingga modulus yang digunakan pada karakteristik material adalah modulus elastis. Nonlinier elastic merupakan material yang memiliki sifat elastis dan keelastisannya dipengaruhi oleh faktor lain, misalnya waktu pembebanan, sehi ngga pada karakteristik material dibutuhkan nilai resilient modulus. Sedangkan untuk sifat viscoelastic sendiri merupakan sifat dari material yang memiliki sifat elastis dan memilki sifat viscous secara bersamaan dan dibutuhkan nilai complex modulus, contoh material yang bersifat viscoelastic adalah aspal. 9 Beberapa penelitian dalam jurnal internasional banyak membahas tentang karakterisasi material dalam melakukan pendekatan mekanistik – empiris. Alimohammadi dkk. (2019) melakukan pendekatan mekanistik – empiris dengan menggunakan metode MEPDG dan menemukan bahwa model dengan sifat viscoelastic pada perkerasan lentur lebih mendekati kondisi realita untuk menentukan rutting apabila dibandingkan dengan model linier elastic pada overlay hot mix asphalt (HMA) dan warm mix asphalt (WMA), akan tetapi diperlukan pengujian lanjut tentang karakterisasi material. II.1.2 Model Mekanistik Dengan Program Komputer Seiring dengan perkembangan teknologi, program komputer atau software banyak dikembangkan sebagai alat untuk mempermudah dalam melakukan pendekatan mekanistik – empiris dalam menentukan tebal overlay. Fungsi utama software tersebut digunakan untuk melakukan analisis mekanistik pada model perkerasan untuk mengetahui reaksi dari struktur perkerasan yang dimodelkan pada software. Metode MDP 2017 dan MEPDG 2015 juga memilki software pendukung tersendiri dalam melakukan analisis mekanistik – empiris. Metode MDP 2017 menggunakan software CIRCLY sebagai software pendukungnya yang merupakan software dari metode AUSTROADS yang memodelkan material sebagai linier elastic. Metode MEPDG 2015 juga didukung dengan software yaitu AASHTOWare Pavement ME Design yang dikembangkan oleh American Association of State Highway and Transportation Official (AASHTO). Dalam penelitian ini analisis mekanistik yang dilakukan adalah dengan menggunakan metode MDP 2017. Dalam metode MDP 2017 untuk melakukan analisis mekanistik tidak terikat dengan software CIRCLY, pengguna diberi kebebasan menggunakan software sejenis yang dapat digunakan. Salah satu software lain yang dapat digunakan untuk analisis mekanistik adalah software KENPAVE. Software ini dibuat pada tahun 1993 oleh Yang H. Huang yang merupakan salah satu professor dari University of Kentucky. Software ini memiliki kelebihan yang dapat memodelkan material sebagai linier elastic, nonlinier elastic atau viscoelastic yang kemudian dapat digunakan untuk menghitung respon 10 struktur yang berupa tegangan, regangan serta deformasi yang terjadi pada suatu model perkerasan, baik perkerasan lentur ataupun perkerasan kaku. Selanjutnya pada penelitian ini akan menggunakan software KENPAVE dalam analisis mekanistik, berikut akan dibahas tentang tata cara penggunaan dari software KENPAVE. II.1.3 Software KENPAVE Software KENPAVE merupakan software yang dibuat pada tahun 1993 dan dapat digunakan untuk menganalisis respon struktur yang terjadi pada suatu model perkerasan jalan. Software ini sudah digunakan pada penelitian – penelitian sebelumnya terkait analisis mekanistik pada suatu perkerasan jalan, salah satunya dilakukan oleh Amando Marshal (2016). Berikut tampilan awal software KENPAVE. Gambar II.2 Tampilan Awal Software KENPAVE Menu utama yang tersedia dibagi menjadi dua bagian yaitu untuk perkerasan lentur dan untuk perkerasan kaku. Untuk input pada software ini sendiri dilakukan secara manual. Setelah input model perkerasan selesai maka software KENPAVE dapat di run dan akan mengeluarkan output berupa data regangan, tegangan serta deformasi yang terjadi pada model. Berikut akan dijelaskan tata cara pemodelan untuk membuat model linier elastic dari suatu perkerasan lantur. Langkah pertama yang dilakukan adalah membentuk model struktur perkerasan dan propertis material didalamnya, karena struktur perkerasan yang akan dimodelkan 11 adalah perkerasan lentur maka pilih menu “LAYERINP”. Berikut tampilan menu LAYERINP. Gambar II.3 Menu LAYERINP Software KENPAVE Untuk membuat model struktur perkerasan baru maka dapat menggunakan menu “File” kemudian “New”. Sedangkan bila ingin mengedit model struktur perkerasan yang sudah dibuat sebelumnya pilih menu “File” kemudian “Old”. Kemudian isi semua menu yang ada berurutan dari kiri ke kanan dimulai dari menu “General”. Didalam menu general terdapat beberapa input yang harus di sesuaikan sesuai dengan model yang kita buat. Berikut adalah input dan tampilan pada menu general. Gambar II.4 Menu General Software KENPAVE 12 Tabel II.1 Daftar Menu General Software KENPAVE Title judul dari analisa yang akan dilakukan MATL tipe dari material yang akan digunakan. (1) jika seluruh lapisan bersifat linear- elastik, (2) jika seluruh lapisan bersifat nonlinear-elastik, (3) jika lapisan bersifat viskoelastik, dan (4) jika lapisan merupakan kombinasi dari ketiga sifat lapisan di atas NDAMA merupakan analisa kerusakan. (0) jika tidak ada kerusakan analisis, (1) jika terdapat kerusakan analisis, dan ada hasil printout, (2) terdapat kerusakan analisis, dan ada hasil printout yang lebih detail DEL merupakan akurasi hasil analisa. Standar akurasi adalah 0,001 NL jumlah lapisan (layer) yang digunakan, maksimum 19 lapisan NZ letak koordinat pada arah Z yang akan dianalisa.