86 Bab V Desain Metode MDP 2017 dan MEPDG 2015 V.1 Desain Metode MDP 2017 Desain dengan metode MDP 2017 adalah dengan menghitung jumlah beban yang diperbolehkan dari setiap model empiris kerusakan. Dalam MDP 2017 model empiris kerusakan terdiri dari tiga model yaitu retak lelah lapis beraspal, retak lelah lapis berpengikat semen dan deformasi permanen, dikarenakan perkerasan yang dibuat pada penelitian ini tidak memiliki lapisan berpengikat semen maka model kerusakan yang dihitung hanya retak lelah lapis beraspal dan deformasi permanen. Untuk nilai reliabilias yang diambil adalah 90% karena jalan yang ditinjau merupakan jalan arteri, sedangkan untuk nilai volume aspal dalam campuran diambil sebesar 12,2% berdasarkan tabel pada penjelasan bab II tentang metode MDP 2017 dan Smix yang digunakan adalah modulus lapisan overlay yaitu sebesar 1100 Mpa. Berikut rekapitulasi perhitungan yang didapat untuk metode MDP 2017. Tabel V.1 Rekapitulasi Perhitungan MDP 2017 Model Empiris Kerusakan MDP 2017 Overlay Regangan Asphal t Regangan Subgrade Fatigue Cracking Cek Permanent Deformation Cek 50 mm 291,6 446,1 7680953,1 Fail 1711413987,5 Ok 80 mm 312,0 390,1 5477466,7 Fail 4376722258,6 Ok 100 mm 291,4 358,5 7707348,1 Fail 7905994717,9 Ok 130 mm 249,5 317,7 16749427,3 Fail 18418749274,5 Ok 150 mm 221,9 294,1 30099979,6 Fail 31616622100,2 Ok 180 mm 185,4 263,3 73927167,0 Ok 68584286692,1 Ok Dari tabel diatas dapat disimpulkan bahwa tebal overlay yang memenuhi semua kriteria kerusakan adalah 180 mm dengan kontrol kerusakan fatigue, untuk tebal 150 mm terdapat kekurangan yang cukup kecil untuk memenuhi beban lalu lintas selama umur rencana sebesar 31752240,6 ESA5. Untuk perhitungan manual desain MDP 2017 dapat dilihat pada sub bab berikut untuk tebal overlay 180 mm. V.1.1 Retak Lelah Lapis Beraspal Berikut akan diberikan contoh perhitungan model kerusakan retak lelah lapis beraspal metode MDP 2017 untuk tebal overlay 180 mm. 87 0L4(H x{sz H :rázwx8> E sárz; 5 àÜë 4á7: äó I 9 Dimana: N = jumlah repetisi izin beban äó = regangan tarik akibat beban (microstrain) V b = volume aspal dalam campuran (%) S mix = modulus campuran aspal (MPa) RF = faktor reliabilitas (Tabel II.4) 0Lsáwd x{sz H ::rázwx H stát; E sárz; ssrr 4á7: H szwáv h 9 0 L yu{tysxyár > 31752240,6 V.1.2 Deformasi Permanen Berikut akan diberikan contoh perhitungan model kerusakan deformasi permanen metode MDP 2017 untuk tebal overlay 180 mm. 0Ld {urr äó h ; Dimana: N = jumlah repetisi izin beban äó = regangan tekan pada permukaan tanah dasar (microstrain) 0Ld {urr txuáu h ; 0 L yu{tysxyár > 31752240,6 V.2 Desain Metode MEPDG 2015 Sama halnya dengan perhitungan mekanistik – empiris pada metode MDP 2017, pada metode MEPDG 2015 juga dilakukan perhitungan dari setiap model empiris kerusakan. Dalam MEPDG 2015 model empiris kerusakan terdiri dari lima model yaitu Rut Depth, Load – Related Cracking, Non – Load Related Cracking – Tranverse Cracking, Reflection Cracking in HMA Overlay dan Smoothness. 88 Kerusakan Non – Load Related Cracking – Tranverse Cracking disebabkan oleh faktor suhu beku dibawah 0°C, dikarenakan di Indonesia tidak memiliki suhu beku maka model kerusakan ini tidak digunakan, oleh sebab itu pada penelitian ini model empiris kerusakan yang dihitung hanya empat model. Untuk nilai lain terkait input dalam metode MEPDG 2015 ini akan didasarkan pada standar yang ada di Indonesia dan bila tidak ada maka akan digunakan standar Amerika sesuai dengan hasil analisis data dari Bab IV. Berikut rekapitulasi perhitungan yang didapat untuk metode MEPDG 2015 kalibrasi Arizona. Tabel V.2 Rekapitulasi Perhitungan Deformasi MEPDG 2015 Kalibrasi Arizona Overlay Asp 1 (in) Asp2 (in) Gran (in) Subgrade (in) rata – rata (in) Total (in) Total (mm) 50 mm 0,27597 0,000483 0,001084 0,065092 0,08566 0,34263 8,70 80 mm 0,30810 0,000093 0,000941 0,056921 0,09151 0,36606 9,30 100 mm 0,25449 0,000030 0,000861 0,052310 0,07692 0,30769 7,82 130 mm 0,16374 0,000005 0,000758 0,046357 0,05272 0,21086 5,36 150 mm 0,11461 0,000001 0,000700 0,042913 0,03956 0,15822 4,02 180 mm 0,06291 0,000000 0,000623 0,038419 0,02549 0,10196 2,59 Tabel V.3 Rekapitulasi Perhitungan Crack MEPDG 2015 Kalibrasi Arizona Overlay Longitudinal (ft/mi) Aligator (%) Reflection (%) Longitudinal m/km Longitudinal (%) Total (%) 50 mm 9233,55 92,2 11,44 1748,8 14,6 118,2 80 mm 6030,13 97,7 0,63 1142,1 9,5 107,8 100 mm 4651,59 92,1 0,11 881,0 7,3 99,5 130 mm 2945,02 39,0 0,01 557,8 4,6 43,7 150 mm 2169,95 6,7 0,00 411,0 3,4 10,1 180 mm 1419,19 0,3 0,00 268,8 2,2 2,5 Tabel V.4 Rekapitulasi Perhitungan IRI MEPDG 2015 Kalibrasi Arizona IRI di Akhir Umur Rencana 50 mm 216,013 in/mi 3,409 m/km 80 mm 214,795 in/mi 3,390 m/km 100 mm 213,805 in/mi 3,374 m/km 130 mm 207,210 in/mi 3,270 m/km 150 mm 203,253 in/mi 3,208 m/km 180 mm 202,339 in/mi 3,193 m/km 89 Hasil dari perhitungan model kerusakan MEPDG 2015 menghasilkan nilai kerusakan dari setiap model kerusakan, kemudian disesuaikan dengan nilai performance criteria yang sudah dijelaskan pada Bab II. Berikut adalah nilai performance criteria yang disaratkan untuk realibilitas jalan arteri dalam MEPDG 2015 beserta tambahan nilai performance criteria default. Tabel V.5 Performance Criteria Realibilitas 90% Kerusakan Nilai Satuan Terminal IRI 200 in/mi Permanent deformation - total pavement 0,75 in AC thermal cracking 700 ft/mi AC bottom-up fatigue cracking 20 % AC top-down fatigue cracking 2000 ft/mi Permanent deformation - AC only 0,24 in Dari hasil perhitungan maka dapat disimpulkan bahwa tebal overlay yang memenuhi performance criteria diatas adalah 180 mm dengan kontrol kerusakan fatigue, untuk nilai IRI memang tidak masuk kedalam performance criteria yang disarankan karena diasumsikan niai IRI 0 yang dipilih sebesar 3 km/m atau 190,08 in/mi. Untuk perhitungan manual desain MEPDG 2015 dapat dilihat pada sub bab berikut untuk tebal overlay 180 mm. V.2.1 Perhitungan Rut Depth Berikut akan diberikan contoh perhitungan model kerusakan rut depth metode MEPDG 2015 untuk tebal overlay 180 mm yang dimulai dengan perhitungan nilai deformasi permanen lapisan HMA overlay. Perhitungan dimulai dengan menghitung niai Kz atau koreksi terhadap kedalaman lapisan aspal. - íL:% 5E% 6&;ráutzs{x ½ % 5L Frásru{:* Áƺ; 6 E távzxz* ÁƺF syáuvt % 6L rársyt:* Áƺ ; 6 F sáyuu* ÁƺE tyávtz dengan: D = kedalaman dibawah permukaan (in) * Áƺ = total tebal HMA (in) 90 Tebal total HMA 180 mm = 7,09 in % 5L Frásru{:yár{; 6 E:távzxz H yár{;F syáuvt % 5L Fvá{uy % 6L rársyt:yár{; 6 F :sáyuu H yár{; E tyávtz % 6L sxárss D kedalaman dibawah permukaan merupakan kedalaman titik tinjau yaitu pada pertengahan lapisan HMA = 180/2 mm = 3,545 in - íL:Fvá{uy E :sxárss H uáwvw;;ráutzs{x 7á989 - íL rá{{{w Berikut adalah nilai Kz untuk tebal overlay lainnya. Tabel V.6 Nilai Kz Lapisan HMA Overlay Overlay 50 mm 80 mm 100 mm 130 mm 150 mm 180 mm Kz 3,6255 4,2081 3,5615 2,3867 1,7237 0,9995 H hma 1,97 3,15 3,94 5,12 5,91 7,09 D 0,98 1,57 1,97 2,56 2,95 3,54 C1 -12,849 -10,540 -9,162 -7,336 -6,280 -4,937 C2 24,083 22,140 20,872 19,009 17,794 16,011 total H 13,78 14,96 15,75 16,93 17,72 18,90 Selanjutnya menghitung temperatur perkerasan pada lokasi titik tinjau. Untuk menghitung suhu perkerasan pada suatu kedalaman dapat menggunakan model prediksi temperatur yang dikembangkan oleh Amjad Albayati (2015) dengan persamaan sebagi berikut. 6LANGAN=O=J L sátsx:6Q@=N=¹%; F ráuwv:GA@=H=I=J@=H=I?I; 6LANGAN=O=J L sátsx:uuáx{; F ráuwv:szt; 6LANGAN=O=J L uyázs L srráry¹( Berikut adalah hasil perhutungan temperatur untuk kedalaman lainnya. Tabel V.7 Temperatur Lapisan HMA Overlay 50 mm 80 mm 100 mm 130 mm 150 mm 180 mm Satuan 40,115 39,584 39,23 38,699 38,345 37,814 °C 104,207 103,2512 102,614 101,6582 101,021 100,0652 °F 91 Kemudian dilakukan perhitungan deformasi permanen menggunakan rumus berikut. ¿ ã:Áƺ;LÚ 5åG íÝ å:Áƺ;sr Þ5å J Þ6å 6å 6 Þ7å 7å dengan: ¿ ã:Áƺ; = deformasi permanent pada lapisan HMA (in) D :Áƺ; = tebal lapisan HMA (in) J = jumlah repetisi beban 6 = temperature perkerasan ( °F) G í = depth confinement factor G 5åá6åá7å = global kalibrasi G 5åL Fuáuwvstá G 6åL rávy{sá G 7åL sáwxrx Ú 5åá6åá7å = kalibrasi lokal, ÚsNLráx{áÚtNLsáÚuNLs ¿ ã:Áƺ;L ráx{ H rá{{ H rárrruz H sr . 7á798 tvwwwwszáy 4á8;=H5 srrás 5á9:4:H5 ¿ ã:Áƺ;L rárxt{sEJ L sáxII Selanjutnya dilakukan perhitungan untuk aspal eksisting yang dimulai dari perhitungan Kz. Tebal total HMA =180 + 300 mm = 18,9 in % 5L Frásru{:szá{; 6 E:távzxz H szá{;F syáuvt % 5L Fyávwt % 6L rársyt:szá{; 6 F :sáyuu H szá{; E tyávtz % 6L rázts D kedalaman dibawah permukaan merupakan kedalaman titik tinjau yaitu pada pertengahan lapisan HMA = 180+(300/2) mm = 12,199 in - íL:Fvá{uy E :sxárss H stás{{;;ráutzs{x 56á5== - íL rárrrrrt 6LANGAN=O=J L sátsx:6Q@=N=¹%; F ráuwv:GA@=H=I=J@=H=I?I; 6LANGAN=O=J L sátsx:uuáx{; F ráuwv:sz E :urt;; 6LANGAN=O=J L t{áut L zváyy¹( 92 Berikut adalah nilai Kz dan temperatur untuk tebal overlay lainnya. Tabel V.8 Nilai Kz Lapisan HMA Eksisting Overlay 50 mm 80 mm 100 mm 130 mm 150 mm 180 mm Kz 0,0079 0,0019 0,0007 0,0001 0,0000 0,000002 H hma 11,81 11,81 11,81 11,81 11,81 11,81 D 7,87 9,06 9,84 11,02 11,81 12,99 C1 -2,803 -3,393 -3,947 -5,020 -5,896 -7,452 C2 6,814 5,351 4,402 3,019 2,124 0,821 Tabel V.9 Temperatur Lapisan HMA Eksisting 50 mm 80 mm 100 mm 130 mm 150 mm 180 mm Satuan 33,92 32,858 32,15 31,088 30,38 29,318 °C 93,056 91,1444 89,87 87,9584 86,684 84,7724 °F ¿ ã:Áƺ;L ráx{ H rárrrrrt H rárrrt H sr . 7á798 tvwwwwszáy 4á8;=H5 zváy 5á9:H5 ¿ ã:Áƺ;L rárrrrrrrvEJ Berikut model kerusakan dari Ruth Depth untuk lapisan granular dengan nilai water content untuk granular 0% yang dimulai dengan perhitungan nilaiÚ†ƒ�éä .KCÚ L Fráxsss{ F rrsyxuz:9 Ö ; éLsr = F % 4 ks F::sr = ; ;o G 5 % 4L.JF = 5/N Õ5 = =/N Õ= G Ý 4 Ý å L @A :; Û= 5AElA : 545 ; Û= =p t dengan: W c = water content (%) M r = modulus resilient (psi) a 1,9 = regression constraints: a 1 = 0,15 dan a9 = 20,0 b 1,9 = regression constraints: b 1 = 0,0 dan b9 = 0,0 .KCÚ L Fráxsss{ F rrsyxuz:r; Ú L ráttvz 93 % 4L.Jl rásw tr p L Fváz{t{ éLsr = F Fváz{t{ ks F::sr = ; 4á668