Penelitian ini bertujuan untuk melakukan analisis perencanaan tebal runway menggunakan Particle Swarm Optimization (PSO) sebagai metode untuk menghasilkan desain tebal perkerasan runway yang optimal, dimana desain yang dihasilkan sesuai dengan kebutuhan operasional pesawat rencana pada tahun rencana. Penelitian dilakukan dengan menggunakan data sekunder yang berupa jumlah penumpang bandara pertahun, data CBR tanah, dan data pesawat rencana serta data traffic pesawat eksisting. Analisis modulasi pesawat rencana menggunakan optimasi PSO mendapatkan jumlah penumpang maksimum yang dapat ditampung oleh kombinasi pesawat sebesar 0,042% lebih banyak daripada modulasi pesawat menggunakan metode aircraft traffic selection. Analisis selanjutnya melakukan perbandingan hasil tebal perkerasan kedua metode modulasi pesawat dengan metode mekanistik menggunakan software FAARFIELD. Kemudian setelah mendapatkan tebal perkerasan dari masing masing metode, analisis dilanjutkan dengan melakukan evaluasi pada struktur lapisan perkerasan dengan melakukan tinjauan berupa potensi fatigue failure. Berdasarkan hasil analisis diperoleh hasil tebal perkerasan menggunakan modulasi PSO pada bagian subbase sebesar 29,68 inch, base course sebesar 6,5 inch dan surface sebesar 4 inch. Hasil tebal perkerasan menggunakan modulasi aircraft traffic selection menghasilkan subbase sebesar 24,79 inch, base course sebesar 6,5 inch dan surface sebesar 4 inch. Tebal perkerasan runway dengan menggunakan modulasi aircraft traffic selection menghasilkan tebal perkerasan yang lebih tipis sebesar 12,17 %. Perbedaan hasil tebal perkerasan disebabkan oleh konfigurasi modulasi pesawat dimana metode yang menghasilkan kombinasi pesawat dengan jenis wide body lebih banyak maka akan menghasilkan kebutuhan tebal perkerasan runway yang lebih tebal.