Journals ITB
JETS

Journal of Engineering and Technological Sciences
  1. Home
  2. Archives
  3. Vol 27 (2020) Issue 2
  4. Articles

Kajian Temperatur Rata-rata Tertimbang (WMAPT) pada Desain Perkerasan Lentur Studi Kasus Ruas Cikampek-Pamanukan Sta 20+100

Published: | DOI: 10.5614/jts.2020.27.2.9 | Vol 27, Issue 2 (2020) | Cited by: 2

Authors

Abstract

Thickness of flexible pavement design is affected by location temperature - this is evident in the empirical mechanistic design method when determining the dynamic modulus of asphalt mixtures. MDP recommends the representative temperature or WMAPT of 41oC while Pedoman Perencanaan Tebal Lapis Tambah recommends standard temperature of 35oC. This study analyzes the representative temperature or WMAPT with an empirical mechanistic approach. Data on axle types, axle loads and hourly temperatures are obtained for Cikampek-Pamanukan STA 20 + 100 Section. The results of the analysis showed that WMAPT is independent of pavement thickness, and subgrade resilient modulus, therefore it is valid for various pavement thickness and subgrade resilient modulus, however it depends on traffic load composition. At the study location, it is obtained an average WMAPT of 34.71oC with standard deviation of 0.5oC. Determination of WMAPT that is higher than it should be (as recommended by MDP, which is 41oC) has a potential to reduce the results of pavement life analysis. The results of this study support the standard temperature of 35oC used in Pedoman Perencanaan Tebal Lapis Tambah.AbstrakDesain tebal perkerasan lentur dipengaruhi oleh temperatur lokasi "“ hal ini tampak jelas pada metode desain mekanistik empiris ketika menentukan modulus dinamis campuran beraspal. Manual Desain Perkerasan Jalan (MDP) menetapkan temperatur wakil atau WMAPT sebesar 41oC sedangkan Pedoman Perencanaan Tebal Lapis Tambah menetapkan temperatur standar 35oC. Studi ini menganalisis temperatur wakil atau WMAPT dengan pendekatan mekanistik empiris. Data jenis sumbu, beban sumbu dan temperatur tiap jam diperoleh pada Ruas Cikampek-Pamanukan Sta 20+100. Hasil analisis memperlihatkan WMAPT tidak dipengaruhi oleh tebal struktur perkerasan, modulus resilien lapis tanah dasar, sehingga berlaku untuk semua tebal struktur dan daya dukung tanah dasar, namun diperngaruhi oleh komposisi beban lalu lintas. Di lokasi studi, diperoleh WMAPT rata-rata sebesar 34.71oC dan deviasi standar 0.5oC. Menetapkan WMAPT yang lebih tinggi dari yang sesungguhnya (seperti yang direkomendasikan oleh Manual Desain Perkerasan Jalan, yaitu 41oC) berpotensi memperpendek hasil analisis umur perkerasan. Hasil studi ini juga mendukung penggunaan temperatur standar pada Pedoman Perencanaan Tebal Lapis Tambah yaitu 35oC.

Keywords

Subgrade; Humanities; Geotechnical engineering; Mathematics; Materials science; Physics; Environmental science; Geology; Art

1. Pendahuluan

Perkerasan lentur adalah struktur perkerasan yang mempunyai beberapa lapis (dari atas ke bawah), yaitu: lapis permukaan (berupa campuran beraspal), lapis pondasi (lapis batu pecah), lapis pondasi bawah (batu pecah atau sirtu), dan lapis tanah dasar (tanah yang dipadatkan secara mekanis dengan maupun tanpa stabilisasi secara kimiawi). Perkerasan terpapar dengan kondisi lingkungan, seperti sinar matahari, dan temperatur udara. Keduanya mempengaruhi temperatur perkerasan, yang pada gilirannya pada modulus campuran beraspal. Dampak iklim dan temperatur menjadi topik yang dibahas oleh berbagai literatur seperti antara lain Croney dan Bulman (1972),

Claessen, et al. (1977), Asphalt Institute (1982), NCHRP (2004). Austroads (2017) dan Pszczola (2019). Croney dan Bulman khusus membahas dampak iklim pada lapis tanah dasar maupun lapis pondasi dan pondasi bawah. Lima literatur lain membahas dampak fluktuasi temperatur dalam desain umur perkerasan perkerasan. Mencari akibat perubahan fluktuasi temperatur dilakukan dengan berbagai cara. Umumnya publikasi menyederhanakan pengaruh fluktuasi temperatur menjadi satu temperatur yang mewakili dengan dampak yang sama pada umur perkerasan. Umur perkerasan dicari tanpa memperhitungkan beban lalu lintas yang terjadi pada masing-masing temperatur. Pengecualian terjadi pada NCHRP (2004). Namun 1&+53 WLGDN PHQFDUL WHPSHUDWXU ZDNLO GDQ PHWRGH WHUVHEXW GLPDNVXGNDQ XQWXN ODQJVXQJ GLJXQDNDQ GDODPGHVDLQ

0DNDODKLQLPHPEDKDVSURVHVSHUKLWXQJDQWHPSHUDWXU SHUNHUDVDQ ZDNLO :0$37 \DQJ PHPSHUKDWLNDQ IOXNWXDVL WHPSHUDWXU XGDWD PDXSXQ EHEDQ ODOX OLQWDV \DQJ WHUMDGL SDGD WLDS SHULRGH IOXNWXDVL WHPSHUDWXU $QDOLVLV XPXU SHUNHUDVDQ GLODNXNDQ GHQJDQ PHWRGH PHNDQLVWLNHPSLULVGDQGDWDWHPSHUDWXUXGDUDPDXSXQ EHEDQ ODOX OLQWDV SDGD UXDV -DODQ &LNDPSHN-3DPDQXNDQ6WD

'HVDLQ 7HEDO 3HUNHUDVDQ /HQWXU 0HWRGH0HNDQLVWLN(PSLULV

$GD EHUEDJDL PHWRGH GHVDLQ WHEDO SHUNHUDVDQ \DQJ GLNHQDO VHSHUWL DQWDUD ODLQ WHRULWLV HPSLULV GDQ PHNDQLVWLN HPSLULV +XDQJ 6HFDUD JDULV EHVDU PHWRGH PHNDQLVWLN HPSLULV WHUGLUL GDUL GXD SURVHV XWDPD \DLWX PHNDQLVWLN GDQ HPSLULV 3URVHV PHNDQLVWLN DGDODK WDKDS PHQJKLWXQJ VDWX DWDX EHEHUDSD SDUDPHWHU PHNDQLV VHSHUWL WHJDQJDQ UHJDQJDQ DWDX OHQGXWDQ –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

0HQXUXW 3HDWWLH 6NRN )LQQ %URZQ 3HOO &ODHVVHQ (GZDUGV 6RPPHU 8JH 6KHOO $VSKDOW,QVWLWXWH $VSKDOW ,QVWLWXWH &KHQ /LQ 6WHLQ +RWKDQ SDUDPHWHU PHNDQLV UHJDQJDQ WHNDQ YHUWLNDO GL EDJLDQ DWDVODSLVWDQDKGDVDUEHUNRUHODVLGHQJDQUHSHWLVLEHEDQ \DQJ PHQLPEXONDQ GHIRUPDVL SHUPDQHQ UXW 'HIRUPDVLSHUPDQHQ\DQJWDPSDNGLSHUPXNDDQGDSDW WHUMDGL DNLEDW EHUEDJDL NRPELQDVL GHIRUPDVL \DLWX GHIRUPDVL SHUPDQHQ GL ODSLV SHUPXNDDQ VHUWD GHIRUPDVL SHUPDQHQ SDGDODSLV VWUXNWXU SHUNHUDVDQ GL EDZDKODSLVSHUPXNDDQ

3UHGLNVLUHSHWLVLEHEDQ\DQJPHQLPEXONDQUHWDNOHODK

PDXSXQ GHIRUPDVL SHUPDQHQ EHUGDVDUNDQ KDVLO XML PDWHULDO GL ODERUDWRULXP \DQJ GLNDOLEUDVL GHQJDQ NHQ\DWDDQQ\D GL ODSDQJDQ 3HUEHGDDQ LQL GLVHEDENDQ NRQGLVL SHQJXMLDQ GL ODERUDWRULXP WLGDN GDSDW PHPRGHONDQ VHPXD \DQJ WHUMDGL GL ODSDQJDQ 3HUEHGDDQLWXDQWDUDODLQWHPSHUDWXU\DQJWHUNRQWUROGL ODERUDWRULXP – KDO WLGDN WHUMDGL GL ODSDQJDQ 3HPEHEDQDQ GL ODERUDWRULXP PHPSXQ\DL SROD IUHNXHQVLWHUWHQWX VHGDQJNDQGLODSDQJDQEHEDQOHZDW VHFDUD UDQGRP EDLN MHQLV VXPEX EHEDQ VXPEX PDXSXQ ZDNWX NHGDWDQJDQQ\D 8QWXN PHQJKDVLONDQ SUHGLNVL \DQJ DNXUDW GDUL PRGHO PHNDQLVWLN LQL GLSHUOXNDQ IDNWRU NDOLEUDVL 8QWXN SURVHV NDOLEUDVL GLSHUOXNDQ GDWD HPSLULN – DWDX GLVHEXW VHEDJDL SURVHV HPSLULN

6HODLQ NRQGLVL SHQJXMLDQ GL ODERUDWRULXP WLGDN GDSDW PHPRGHONDQ NHDGDDQ GLODSDQJDQ NULWHULD XPXUOHODK GL ODERUDWRULXP MXJD PHQJJXQDNDQ NULWHULD \DQJ EHUEHGD'LODERUDWRULXPVXDWXEDKDQWHODKPHQJDODPL UHWDN OHODK EHUGDVDUNDQ NULWHULD NRQWURO WHJDQJDQ DWDX NRQWURO UHJDQJDQ 6HGDQJNDQ GL ODSDQJDQ VXDWX SHUNHUDVDQ GLQ\DWDNDQ WHODK PHQJDODPL UXVDN IDWLN EHUGDVDUNDQ WHUFDSDLQ\D OXDVDQ GDHUDK \DQJ WHODK PHQJDODPL UHWDN OHODK UHWDN EXD\D %HVDUQ\D IDNWRU NDOLEUDVL GDQ YDOLGDVL LQL GDSDW PHQFDSDL IDNWRU EHEHUDSDUDWXV$VSKDOW,QVWLWXWH

%HUEHGD GHQJDQ SHPEHEDQDQ GL ODERUDWRULXP \DQJ EHVDUQ\D NRQVWDQ GDQ SROD \DQJ WHWDS PDND XQWXN PHPSUHGLNVL NHUXVDNDQ DNLEDW YDULDVL EHEDQ GL ODSDQJDQ GLJXQDNDQ KLSRWHVD 0LQHU 0LQHU¶V 5XOH – OLKDW 0LQHU \DQJ GLDFX ROHK +XDQJ +LSRWHVD 0LQHU PHQJDWDNDQ EDKZD NHUXVDNDQ WHUMDGL MLND' \DQJGLKLWXQJGHQJDQ3HUVDPDDQ

\[D = \sum_{i=1}^{m} \frac{n_i}{N_i} \tag{1}\]

'HQJDQ

QL -XPODKSHQJXODQJDQDNLEDWEHEDQ–L

1L -XPODKSHQJXODQJDQ\DQJPHQ\HEDENDQIDWLJXH DWDXGHIRUPDVLSHUPHQHQDNLEDWEHEDQ–L

' 5DVLRNHUXVDNDQ– WHODKPHQFDSDLEDWDVDSDELOD QLODL'

0HWRGH PHNDQLVWLN HPSLULV WHUXV PHQJDODPL SHQ\HPSXUQDDQ – KDO LQL GLXUDLNDQ ROHK +DDV WHUXWDPD WUDQVIHU IXQFWLRQ – \DLWX NRUHODVL SDUDPHWHU PHNDQLV GHQJDQ UHSHWLVL EHEDQ \DQJ PHQ\HEDENDQ SHUNHUDVDQ UXVDN 0HWRGH PHNDQLVWLN HPSLULV VHSHUWL GLXUDLNDQ GL DWDV GDSDW GLJXQDNDQ XQWXN PHPSHUROHK :0$37 – \DQJ WLGDN ELVD GLODNXNDQ ROHK PHWRGH WHRULWLVPDXSXQHPSLULV

3HPRGHODQ6WUXNWXU3HUNHUDVDQ/HQWXU

0RGHO VWUXNWXU SHUNHUDVDQ GDQ ORNDVL \DQJ GLDQDOLVLV VHFDUDPHNDQLVDGDODK VHSHUWLSDGD*DPEDU6HWLDS ODSLV VWUXNWXU SHUNHUDVDQ GLDQDOLVLV VHEDJDL ODSLV \DQJ KRPRJHQ HODVWLV GDQ LVRWURSLV OHEDU WLDS ODSLV WLGDN WHUEDWDV GHPLNLDQMXJDWHEDOODSLVWDQDK GDVDU0RGHO VWUXNWXULQLGLNHQDOVHEDJDLKDOIVSDFH3DUDPHWHU\DQJ GLJXQDNDQ XQWXN PHPSUHGLNVL XPXU OHODK GDQ XPXU GHIRUPDVL DGDODK UHJDQJDQ \DQJ GLKLWXQJ GHQJDQ

SURJUDP (/6<0 $KOERUQ 8PXU OHODK EHUNRUHODVLGHQJDQUHJDQJDQWDULNQRSDGD*DPEDU GDQ XPXU GHIRUPDVL EHUNRUHODVL GHQJDQ UHJDQJDQ WHNDQ QR SDGD *DPEDU 3HUEHGDDQ KDVLO SHUKLWXQJDQ PHNDQLV DNLEDW EHEDQ GLQDPLV \DQJ GLDQDOLVLV VHEDJDL EHEDQ VWDWLV GLEDKDV :DWHUKRXVH 'DODP EDWDV WHUWHQWXDQDOLVLVVWDWLV\DQJOHELKVHGHUKDQDPHPEHULNDQ KDVLO\DQJPDVLKGDSDWGLWHULPD

%HEDQ\DQJGLDQDOLVLVDGDODKEHEDQVWDQGDU\DLWXEHEDQ VXPEXWXQJJDOURGDJDQGDN1NLSV 7DSDNVHWLDS URGD GLDVXPVLNDQ EHUXSD VHEXDK OLQJNDUDQ -DUDN SXVDW OLQJNDUDQNHGXDURGDDGDODKPPLQ 7HNDQDQ ELGDQJ NRQWDN \DQJ XQLIRUP VHEHVDU N3D SVL %HEDQVXPEXVWDQGDULQLGLPRGHONDQVHSHUWL*DPEDU

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

9DULDVL DQJND 3RLVVRQ GL GDODP DQDOLVLV PHNDQLV WLGDN WHUODOX EHUSHQJDUXK 8QWXN ODSLV SHUPXNDDQ ODSLV SRQGDVL GDQ ODSLV WDQDK GDVDU DGDODK EHUWXUXW-WXUXW VHSHUWL\DQJGLVDUDQNDQROHK<RGHU :LWF]DN

5

*DPEDU0RGHOVWUXNWXUSHUNHUDVDQ\DQJGLDQDOLVLVVHFDUD PHNDQLV+DDV

7

*DPEDU7LWLNWLQMDXUHJDQJDQGDODPPRGHOVWUXNWXU SHUNHUDVDQ

7DEHO6WUXNWXU3HUNHUDVDQ\DQJ'LDQDOLVLV

/DSLV3HUPXNDDQ/DSLV3RQGDVL/DSLV7DQDK'DVDU
PPLQPPLQSVL

$GDWLJDWLWLNORNDVL UHJDQJDQWDULN KRUL]RQWDO GDQ WLJD ORNDVL UHJDQJDQ WHNDQ YHUWLNDO \DQJ GLKLWXQJ VHSHUWLSDGD*DPEDU

3HPRGHODQ .DUDNWHULVWLN 0DWHULDO 3HUNHUDVDQ/HQWXU

0RGXOXVUHVLOLHQODSLVWDQDKGDVDU

6HVXQJJXKQ\D SHQJXMLDQ PRGXOXV UHVLOLHQ ODSLV WDQDK GDVDU ( PHPHUOXNDQ ZDNWX GDQ ELD\D \DQJ EHVDU %DQ\DN XVDKD GLODNXNDQ XQWXN PHQ\HGHUKDQDNDQQ\D GHQJDQ PHQJJXQDNDQ NRUHODVL PRGXOXV GHQJDQ SDUDPHWHU ODLQ VHSHUWL GHQJDQ &%5 \DQJ DQWDUD ODLQ GLODNXNDQ ROHK &ODHVVHQ HW DO 6KHOO $VSKDOW ,QVWLWXWH 3HUVDPDDQ EHUODNXXQWXN ( GHQJDQ VDWXDQ 03D VHGDQJNDQ 3HUVDPDDQ GHQJDQVDWXDQSVL1LODL&%5GHQJDQVDWXDQSHUVHQ

\[E_3 = 10,3(CBR) \tag{2}\]

\[E_3 = 1500(CBR) \tag{3}\]

1LODL( SDGD7DEHOEHUGDVDUNDQQLODL&%5GDQ 5HQWDQJ QLODL&%5LQL GLDQJJDSPHPDGDL VHEDJDL UHQWDQJ QLODL &%5 \DQJ WHUMDGL SDGD SHUNHUDVDQ GL ODSDQJDQ – GL VHNLWDU ORNDVL 6WD UXDV MDODQ &LNDPSHN-3DPDQXNDQ

0RGXOXVGLQDPLVFDPSXUDQEHUDVSDO

0RGXOXV GLQDPLV FDPSXUDQ EHUDVSDO WLGDN PHUXSDNDQ EDJLDQ GDUL SHQJXMLDQ UXWLQ 3UHGLNVL QLODL PRGXOXV GLQDPLVLQL VHULQJNDOL GLNDLWNDQ GHQJDQ SDUDPHWHUODLQ \DQJ PXGDK GLGDSDW $VSKDOW ,QVWLWXWH GDQ $$6+72 PHQJKXEXQJNDQSDUDPHWHUFDPSXUDQ WHPSHUDWXU GDQ IUHNXHQVL EHEDQ – VHSHUWL 3HUVDPDDQ 3HUVDPDDQ \DQJ EHUEHGD GLEHULNDQ ROHK 1&+53 3DUDPHWHU FDPSXUDQ LQL VHULQJNDOL EHUEHGD DQWDUD KDVLO GHVDLQ FDPSXUDQ GDQ NHQ\DWDDQ FDPSXUDQ GL ODSDQJDQ 3HUEHGDDQ LQL WLGDN VDMD DNDQ PHPSHUQJDUXKL DNXUDVL SUHGLNVL PRGXOXV GLQDPLV QDPXQ MXJD NLQHUMDQ\D VHEDJDL FDPSXUDQ \DQJ GLQ\DWDNDQGDODPXPXUOHODKQ\D– VHSHUWL\DQJGLEDKDV ROHK:DOWKHU:LVWXEDGDQ0ROOHQKDXHU

\[log E_1 = 5,553833 + 0,028829 \left( \frac{P_{200}}{f^{0.17033}} \right) - 0,03476 \left( V_v \right) + \\ 0,070377 \left( \eta_{70^0 F}, 10^6 \right) + 0,000005 \left[ Tp^{(1,3+0,49825log f)} P_{ac}^{0.5} \right] - \\ 0,00189 \left[ Tp^{(1,3+0,49825log f)} \frac{P_{ac}^{0.5}}{f^{1.1}} \right] + 0,931757 \left( \frac{1}{f^{0.02774}} \right) \qquad \underline{(4)}\]

\[\eta_{70^{\circ}F_{1}} = 29508,2 \times Pen_{77^{\circ}F}^{-2,1939}\] (5)

'HQJDQ

( 0RGXOXVGLQDPLVODSLVSHUPXNDDQSVL

P<sub>200</sub> = Persen berat agregat lolos saringan No 200 terhadap berat total agregat, dalam dokumen ini diambil 5%

F = Frekuensi pembebanan (Hz), dalam dokumen ini diambil sebesar 10 Hz

V<sub>v</sub> = Persen rongga udara dalam campuran (%), dalam dokumen ini diambil 4%

P<sub>ac</sub> = Persen berat aspal dalam campuran (%), dalam dokumen ini diambil 4.774%

h<sub>70</sub>°<sub>F</sub> = Viskositas aspal pada temperatur 70°F (10° poise), seringkali didekati berdasarkan nilai penetrasi dengan menggunakan Persamaan (5)

Pen<sub>77oF</sub> = Nilai penetrasi aspal (0.1 mm), dalam dokumen ini diambil nilai penetrasi = 65

4.3. Modulus resilien lapis pondasi batu pecah

Modulus resilien material berbutir tanpa bahan pengikat tergantung pada jumlah tegangan utama yang terjadi pada material tersebut. Semakin besar jumlah tegangan utama, semakin besar pula modulus resiliennya. Penelitian modulus resilien dari material berbutir tanpa bahan pengikat dipublikasi oleh Rada and Witczak (1981). Proses memperoleh tegangan menjadi suatu proses yang iteratif karena modulus resilien diperlukan ketika akan menghitung tegangan. Untuk menyederhanakan proses iterasi ini digunakan penyederhanaan yang hasilnya memadai, seperti yang digunakan dalam pembentukan kurva desain tebal perkerasan metode the Asphalt Institute seperti yang dipublikasikan oleh Asphalt Institute (1982) dan Smith dan Witczak (1981). Penyederhanaan itu yang dipakai dalam analisis WMAPT ini, sebagai persamaan (6).

\[E_2 = 10,447 (h_1^{-0,471}) (h_2^{-0,041}) (E_1^{-0,139}) (E_3^{0,287}) (k_1^{0,868})\] (6)

h<sub>i</sub> = Tebal lapis permukaan campuran beraspal (in)

h<sub>2</sub> = Tebal lapis pondasi batu pecah (in)

E<sub>1</sub> = Modulus dinamis lapis permukaan (psi)

E<sub>2</sub> = Modulus resilien lapis pondasi (psi)

\(k_1\) = Konstanta yang dipengaruhi oleh bentuk agregat, antara 4000-9000, dan dalam dokumen ini dipakai konstanta = 7000

4.4 Hubungan regangan tarik dengan umur lelah

Hubungan regangan tarik dengan umur lelah dapat dengan banyak variasi – tergantung pada lokasi dan penetapan kriteria rusak lelah. Beberapa institusi yang memberikan hubungan tersebut adalah Shell (Shell 1978), the Asphalt Institute (Asphalt Institute 1982), Illinois Department of Transportation (Thompson, et al. 1987), TRRL – UK (Powell, et al. 1984), Belgian Road Research Center (Verstraeten, Veverka and Francken 1987) – secara ringkas dijelaskan dalam Huang (2004). Dalam analisis ini digunakan hubungan yang diberikan oleh The Asphalt Institute – dengan kriteria rusak lelah terjadi pada saat 20% luas permukaan perkerasan mengalami retak lelah, seperti persamaan (7). Pendekatan lelah yang lebih mutakhir dipublikasikan oleh Rodriguez (2010).

\[N_f = 0.079488 \times (E_1)^{-3.291} (E_1)^{-0.854}\] (7)

4.5 Hubungan regangan tekan dengan umur deformasi

Hubungan regangan tekan dengan umur deformasi dapat ditemukan dengan banyak variasi - tergantung pada lokasi dan penetapan kriteria rusak deformasi permanen. The Asphalt Institute membatasi deformasi permanen sebesar 0.5 in, sedangkan TRRL (Transportation Road Research Laboratory - UK) membatasi sebesar 0.4 in. Ada berbagai persamaan yang menghubungkan antara umur deformasi dengan regangan tekan seperti yang digunakan oleh Shell, TRRL, Belgian Road Research Center, dan the Asphalt Institute (dapat dilihat pada Huang (2004). Persamaan (8) adalah hubungan yang digunakan oleh The Asphalt Institute dalam pembuatan manual desainnya (Asphalt Institute, 1982 dan Asphalt Institute, 1991) yang akan digunakan dalam analisis ini.

\[N_d = 1,365 \times 10^{-9} (\mathcal{E}_c)^{-4,477}\] (8)

4.6 Umur perkerasan dan WMAPT

Umur perkerasan, N, adalah nilai minimum antara \(N_f\) dan \(N_d\). Ketika perkerasan dilewati oleh sebanyak N lintasan (jenis sumbu dan beban sumbu yang sama dengan pada saat menghitung regangan), maka perkerasan dinyatakan rusak, karena dengan menggunakan Persamaan (1), rasio kerusakan D=1. Ini berlaku untuk perkerasan yang mempunyai kondisi perkerasan yang konstan, misalnya modulus lapis permukaan. Apabila modulus campuran beraspal berubah karena perubahan temperatur, maka perlu dilakukan pengembangan konsep tadi.

Temperatur udara berubah-ubah setiap saat (dapat ditinjau dengan periode waktu jam sampai bulan) dan dalam 1 siklus pola perubahan temperatur akan berulang. Siklus perubahan dapat diasumsikan berulang setiap hari, minggu, bulan atau tahun sepanjang umur perkerasan. Claessen, et al. (1977) menggunakan hubungan antara temperatur udara yaitu MMAT (mean monthly air temperature) dengan temperatur lapis permukaan di berbagai kedalaman (gradien temperatur). Gradien temperatur ini bermanfaat untuk mendapatkan modulus sub lapis permukaan. Pada setiap nilai MMAT, tebal dan karakteristik bahan struktur perkerasan dapat dihitung regangan maksimumnya. Akibat fluktuasi temperatur udara, dicari regangan efektif (atau regangan wakil dari regangan yang berubah-ubah) yaitu regangan yang menghasilkan umur perkerasan yang sama seperti yang terjadi akibat fluktuasi temperatur. Regangan efektif dihitung dengan Persamaan (9).

\[\left(\varepsilon_{eff}\right)^4 = \frac{1}{n} \sum_{i=1}^n (\varepsilon_i)^4 \tag{9}\]

ε<sub>eff</sub> = regangan efektif yang menghasilkan umur perkerasan yang sama seperti akibat fluktuasi temperatur

\(\varepsilon_i\) = regangan pada periode temperatur i

n = jumlah periode temperatur tiap siklus

.ULWHULD NHUXVDNDQ SHUNHUDVDQ \DQJ GLJXQDNDQ SDGD 3HUVDPDDQ DGDODKUHJDQJDQWHNDQYHUWLNDOSDGDODSLV WDQDK GDVDU DWDX NULWHULD NHGDODPDQ DOXU .HUXVDNDQ MXJD GLWHQWXNDQ ROHK UHJDQJDQ WDULN SDGD ODSLV SHUPXNDDQ\DLWXNHUXVDNDQUHWDNOHODK\DQJGLSHQJDUXKL ROHK PRGXOXV ODSLV SHUPXNDDQ 8PXU OHODK GLKLWXQJ GHQJDQ 3HUVDPDDQ &ODHVVHQ HW DO PHQJKLWXQJ UHJDQJDQ WDULN SDGD EDJLDQ EDZDK ODSLV SHUPXNDDQ GDQ WHEDO ODSLV SHUPXNDDQ XQWXN VHWLDS JUDGLHQ WHPSHUDWXU 5HJDQJDQ \DQJ PDNVLPXP \DQJ GLJXQDNDQ XQWXN PHQJKLWXQJ XPXU UHWDN OHODK 8PXUSHUNHUDVDQDNLEDWIOXNWXDVLWHPSHUDWXU\DLWXXPXU SHUNHUDVDQHIHNWLIGLKLWXQJGHQJDQ3HUVDPDDQ

\[N_{eff} = \frac{1}{\frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} \frac{1}{N_i}} \tag{10}\]

XPXUSHUNHUDVDQHIHNWLIVHEDJDLNRPELQDVLGDUL QSHULRGHXPXUSHUNHUDVDQ

XPXUSHUNHUDVDQSDGDSHULRGHWHPSHUDWXUL

Q MXPODKSHULRGHWHPSHUDWXUH

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– NDUHQD GLDVXPVLNDQ VLNOXV WDKXQDQ GHQJDQ SHULRGH EXODQDQ WHEDO ODSLV SHUPXNDDQ GDQ PRGXOXV FDPSXUDQ EHUDVSDO HIHNWLI %HUGDVDUNDQKXEXQJDQWDGLGLSHUROHKNRUHODVLWHPSHUDWXU XGDUD 00$7 PRGXOXV FDPSXUDQ HIHNWLI GDQ WHPSHUDWXU ODSLV SHUPXNDDQ HIHNWLI VHSHUWL *DPEDU 7HPSHUDWXU ODSLV SHUPXNDDQ HIHNWLI DGDODK VHEXDK

7

*DPEDU+XEXQJDQ7HPSHUDWXU&DPSXUDQ%HUDVSDO(IHNWLI GHQJDQ00$7&ODHVVHQHWDO

WHPSHUDWXU \DQJ PHZDNLOL VLIDW FDPSXUDQ EHUDVSDO GHQJDQ JUDGLHQ WHPSHUDWXU 3DGD DQDOLVLV XPXU SHUNHUDVDQ GDODP VLNOXV WDKXQDQ PDND WHPSHUDWXU XGDUD EHUDUWL WHPSHUDWXU XGDUD UDWD-UDWD WDKXQDQ 0$$7 – PHDQ DQQXDO DLU WHPSHUDWXUH \DQJ PHQJKDVLONDQ XPXU SHUNHUDVDQ VHSHUWL DNLEDW IOXNWXDVL WHPSHUDWXU00$7

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

3URVHGXU LQL GLDGRSVL ROHK PHWRGH 6KHOO 6KHOO 0HWRGH 6KHOO MXJD GLJXQDNDQ 3V]F]ROD NHWLND PHQJDQDOLVLV IOXNWXDVL WHPSHUDWXU \DQJ WHUMDGL GL 3RODQGLD 0HWRGH $XVWURDGV PHQJDGRSVL PHWRGH 6KHOO GDQ PHQJJXQDNDQ LVWLODK :0$$7 ZHLJKWHG PHDQ DQQXDO DLU WHPSHUDWXUH XQWXN WHPSHUDWXU XGDUD HIHNWLI VHGDQJNDQ :0$37 ZHLJKWHG PHDQ DQQXDO SDYHPHQW WHPSHUDWXUH XQWXN WHPSHUDWXUFDPSXUDQEHUDVSDOHIHNWLI

0DQXDO 'HVDLQ 3HUNHUDVDQ -DODQ VHODQMXWQ\D GLWXOLV VHEDJDL0'3- -DPHV DQG -DPHVRQ 0'3- =DPKDUL -DPHV DQG -DPHVRQ MXJD PHQJHQDO :0$37 .H GXD HGLVL 0'3 WHUVHEXW PHQHWDSNDQ:0$37 R& XQWXN GDHUDK SHJXQXQJDQ

13

*DPEDU:HLJKWLQJ)DFWRUVHEDJDL)XQJVL7HPSHUDWXU 8GDUD&ODHVVHQHWDO

dan 42°C untuk daerah pesisir, atau jika tidak memperhatikan posisi daerahnya ditetapkan 41°C. Untuk keperluan desain tebal lapis tambah, dikenal pula temperatur standar sebesar 35°C menurut No 01/ MN/B/1983 (1983), dan Pd T-05-2005-B (2005). Temperatur standar ini menjadi temperatur referensi saat pengukuran lendutan, umur sisa serta tebal lapis tambah. Ketika pengukuran lendutan bukan pada temperatur standar, maka koreksi lendutan harus dilakukan agar menjadi seperti pengukuran pada temperatur standar. Demikian pula dengan tebal lapis tamhah yang diperoleh – tebal tersebut harus dikoreksi jika lokasi konstruksi lapis tambah bukan 35°C. Sekalipun pada ke dua dokumen tersebut tidak pernah disebut sebagai WMAPT, namun makna dari temperatur standar adalah temperatur wakil atau temperatur efektif akibat fluktuasi temperatur.

Penentuan temperatur campuran beraspal efektif di atas tidak memperhitungkan pengaruh beban lalu lintas yang lewat pada periode temperatur tersebut. Hal ini benar apabila beban lalu lintas yang konstan di setiap periode (dalam hal ini bulan). Apabila beban lalu lintas yang terjadi juga berfluktuasi, maka rasio kerusakan seperti Persamaan (1) harus digunakan.

Prosedur penentuan temperatur perkerasan efektif yang dilakukan dalam makalah ini adalah menggunakan prinsip beban lalu lintas yang tidak seragam di setiap periode temperatur perkerasan. Satu siklus sebanyak m periode dan setiap periode lewat lalu lintas sebesar n<sub>i</sub>

(dalam hal ini menggunakan satuan ESAL). Pada periode itu umur perkerasan yang dihitung dengan Persamaan 7 dan 8, adalah N<sub>i</sub>. Rasio kerusakan, D, yang terjadi pada 1 siklus dihitung dengan Persamaan (1). Ketika D < 1, maka perkerasan masih dapat melayani untuk siklus berikutnya sehingga mencapai D = 1. Umur perkerasan efektif dihitung dengan Persamaan (11). Untuk memperoleh temperatur temperatur perkerasan efektif, dicari menghasilkan umur perkerasan sebesar Neff dari hubungan N<sub>i</sub> dan temperatur perkerasan pada periode i. Dalam makalah ini temperatur tersebut adalah temperatur perkerasan efektif atau WMAPT.

\[N_{eff} = \frac{\sum_{i=1}^{m} n_i}{D} \tag{11}\]

Menggunakan modulus lapis permukaan berdasarkan WMAPT menyederhanakan desain tebal perkerasan, namun demikian telah memperhitungkan gradien temperatur pada lapis permukaan, satu siklus fluktuasi temperatur udara dan temperatur perkerasan, serta komposisi beban lalu lintas yang lewat pada periode temperatur yang dianalisis.

5. Data Temperatur dan Beban Sumbu

Data temperatur udara dan beban lalu lintas setiap jam di peroleh dari lokasi di Sta 20+100 ruas jalan Cikampek-Pamanukan adalah data tiap jam selama 24 jam. Sehingga 1 hari adalah 1 siklus dengan periode n

Tabel 2 Temperatur dan beban sumbu pada lokasi yang dianalisis

MHPT (°C)Jakarta-CirebonCirebon-Jakarta
Waktu
(30/10/2015)		MHAT (°C)h₁ = 5 cmh1 = 12,5 cmn h1 = 20 cm -LambatCepatLambatCepat
(00/10/2010)111 – 5 CIII111 - 12,5 CIIIESAL
00.00-01.0023,2531,5830,7130,102612311190
01.00-02.0023,3431,6930,8130.20227375107163
02.00-03.0023,4331,7930,9130,3025726591162
03.00-04.0023,5131,9031,0230,4021530970117
05.00-06.0021,7829,7928,9728,40212222121214
06.00-07.0020,3027,9927,2326,70135186182204
07.00-08.0021,3429,2628,4627,90155211120178
08.00-09.0023,4331,7930,9130,30164225125150
09.00-10.0029,6039,2938,1837,4014121496158
10.00-11.0035,7646,7845,4444,50147180112167
11.00-12.0042,0254,3852,8051,7013618896141
12.00-13.0022,3030,4229,5829,00138186108137
13.00-14.0021,6029,5828,7728,20131193133167
14.00-15.0030,4640,3439,2038,4016224395163
15.00-16.0032,5542,8741,6540,80181232128204
16.00-17.0032,7243,0841,8641,00178272109199
17.00-18.0029,9439,7138,5937,80190293141227
18.00-19.0021,7829,7928,9728,40291341149234
19.00-20.0022,2130,3229,4828,90317350183261
20.00-21.0022,5630,7429,8929,30265317177256
21.00-22.0022,4730,6329,7929,20275282191264
22.00-23.0022,6530,8429,9929,40249279177254
23.00-24.0022,8231,0530,2029,60230274145189

= 24. Temperatur perkerasan dihitung dari temperatur udara dengan Persamaan (12) . Persamaan tersebut berdasarkan persamaan Asphalt Institute (1982) dengan modifikasi dari temperatur rata-rata tahunan diubah menjadi rata-rata tiap jam.

\[MHPT = MHAT \times \left(1 + \frac{1}{z+4}\right) - \frac{32}{z+4} + 6\] (12)

MHPT = Temperatur rata-rata jam-jaman perkerasan (°F)

MHAT = Temperatur rata-rata jam-jaman udara (°F)

Kedalaman diambil 1/3 dari tebal lapis permukaan campuran beraspal – h<sub>1</sub> (in)

Data lalu lintas berupa berat sumbu, dan jenis sumbu yang dicatat alat WIM dikonversikan menjadi repetisi sumbu standar (sumbu tunggal roda ganda). Konversi tersebut menggunakan angka ekivalen sesuai dengan Pd T-05-2005-B. Data lalu-lintas dibedakan berdasarkan pencatatan di setiap lajur (lajur lambat dan cepat) dan setiap arah (Jakarta-Cirebon, serta Cirebon-Jakarta). Ke dua data tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.

6. Umur Perkerasan dan WMAPT

Perhitungan yang disajikan secara detail adalah untuk tebal lapis permukaan 20 cm, lapis pondasi 50 cm, dan modulus resilien lapis tanah dasar 12,000 psi, dianalisis berdasarkan temperatur perkerasan jam 00:00 - 01:00, yaitu 30,10°C. Modulus dinamis dihitung dengan Persamaan (4) dan diperoleh 443.377 psi. Kemudian dihitung modulus resilien lapis pondasi dengan Persamaan (6) dan diperoleh 18.505 psi. Regangan akibat beban sumbu tunggal roda ganda dihitung dengan program ELSYM5 pada posisi seperti Gambar 2, diperoleh regangan tarik horizontal maksimum sebesar 1,448E-04, dan regangan tekan vertikal maksimum sebesar 1,875E-04. Umur lelah dihitung dengan Persamaan (7) dan umur deformasi dengan Persamaan (8), yang nilainya adalah \(N_f = 5.162.586\) dan \(N_d =\)66.207.312, sehingga umur perkerasan, N = minimum \((N_f, N_d) = 5.162.586\). Umur perkerasan tersebut tercantum pada Tabel 3, kolom 3, baris pertama. Selama 1 jam tersebut lewat kendaraan sebesar 261 ESAL (pada lajur lambat arah Jakarta - Cirebon) - lihat Tabel 2. Kerusakan yang terjadi, D = 5.06E-05.

Proses perhitungan serupa dilakukan pada seluruh jam, sampai dengan jam 23:00 – 24:00. Hasil perhitungan disajikan pada Tabel 3. Selama 24 jam tersebut telah lewat sebanyak 4.922 ESAL dengan total kerusakan D = 1.23E-03. Sehingga umur perkerasan akibat fluktuasi temperatur dengan beban lalu lintas seperti yang dianalisis diperoleh ketika D = 1. Repeti beban (=umur perkerasan) adalah yang menyebabkan D = 1, sehingga umur perkerasan adalah 4.001.621 ESAL.

Pada Tabel 3 telah ada temperatur perkerasan (kolom 2) dan umur perkerasan (kolom 3) yang dianalisis pada struktur perkerasan tertentu (\(h_1\)=20 cm, \(h_2\) = 50 cm, dan \(E_3 = 12,000\) psi). Berdasarkan informasi ke dua kolom buat Gambar 5. Terlihat bahwa struktur perkerasan mempunyai umur perkerasan yang tergantung pada temperatur perkerasan. Semakin tinggi temperatur perkerasan – semakin pendek umurnya. Hubungan matematis antara umur perkerasan dengan temperature

perkerasan diperoleh dari regresi, yaitu:

\[y = -12,78 \ln(x) + 227,87 \tag{10}\]

Umur perkerasan akibat fluktuasi temperatur telah dihitung sebelumnya, yaitu 4.001.621 ESAL. Nilai ini disubstitusikan ke Persamaan (13), dan menghasilkan temperatur = 34.73°C. Ini adalah temperatur efektif atau WMAPT yaitu temperatur yang menyebabkan umur perkerasan yang sama dengan ketika dianalisis setiap periode fluktuasi temperatur. Ini berdasarkan tebal struktur yang dianalisis, yaitu \(h_1=20\) cm, \(h_2=50\)cm, dan \(E_3 = 12,000 \text{ psi.}\)

Analisis juga dilakukan pada tebal struktur yang berbeda (Tabel 1). Setiap kombinasi struktur itu dibebani lalu lintas yang sama seperti sebelumnya berdasarkan lajur dan arah seperti Tabel 2. Total ada 36 kombinasi struktur perkerasan yang dianalisis. Hasil temperatur wakil (WMAPT) dari setiap kombinasi struktur dan beban, dicantumkan pada Tabel 4 kolom terakhir.

Dengan hasil seperti Tabel 4, lalu dianalisis untuk mengetahui apakah WMAPT dipengaruhi oleh tebal struktur, atau modulus resilien tanah dasar, atau lajur dan arah lalu lintas. Pengujian pengaruh variabel itu terjadi jika ada beda nilai rata-rata populasi WMAPT

Tabel 3. Analisis Perkerasan dengan \(h_1\)=20 cm, \(h_2\) = 50 cm, dan \(E_3 = 12,000 psi\)

WaktuT (°C)NESALD
00.00-01.0030.105,162,5862615.06E-05
01.00-02.0030.205,117,4162274.44E-05
02.00-03.0030.305,061,6842575.07E-05
03.00-04.0030.405,007,1122154.30E-05
04.00-05.0029.605,426,9912614.82E-05
05.00-06.0028.406,140,9352123.45E-05
06.00-07.0026.707,318,8571351.85E-05
07.00-08.0027.906,464,3111552.40E-05
08.00-09.0030.305,061,6841643.24E-05
09.00-10.0037.402,622,6971415.39E-05
10.00-11.0044.501,655,3821478.89E-05
11.00-12.0051.701,492,9171369.11E-05
12.00-13.0029.005,776,2091382.40E-05
13.00-14.0028.206,272,6991312.09E-05
14.00-15.0038.402,419,4581626.69E-05
15.00-16.0040.802,034,9271818.89E-05
16.00-17.0041.002,006,8821788.88E-05
17.00-18.0037.802,536,6891907.51E-05
18.00-19.0028.406,140,9352914.73E-05
19.00-20.0028.905,833,9943175.44E-05
20.00-21.0029.305,596,2692654.73E-05
21.00-22.0029.205,664,0132754.86E-05
22.00-23.0029.405,543,0512494.49E-05
23.00-24.0029.605,426,9912304.25E-05
Jumlah49221.23E-03
Umıır perkera4,001,621

Tabel 4. Temperatur wakil untuk semua kombinasi perkerasan yang dianalisis

Noh₁ (cm)h2 (cm)E3 (psi)LajurArahWMAPT (°C)
15.0204.500LambatCirebon34.03
212.5354.500LambatCirebon34.87
320.0504.500LambatCirebon33.92
45.0207.500LambatCirebon34.25
512.5357.500LambatCirebon33.86
620.0507.500LambatCirebon34.97
75.02012.000LambatCirebon34.80
812.53512.000LambatCirebon34.36
920.05012.000LambatCirebon34.73
105.0204.500CepatCirebon34.47
1112.5354.500CepatCirebon35.34
1220.0504.500CepatCirebon34.39
135.0207.500CepatCirebon34.69
1412.5357.500CepatCirebon34.33
1520.0507.500CepatCirebon35.43
165.02012.000CepatCirebon35.24
1712.53512.000CepatCirebon34.52
1820.05012.000CepatCirebon35.20
195.0204.500LambatJakarta34.18
2012.5354.500LambatJakarta35.05
2120.0504.500LambatJakarta34.14
225.0207.500LambatJakarta34.30
2312.5357.500LambatJakarta34.02
2420.0507.500LambatJakarta35.18
255.02012.000LambatJakarta34.80
2612.53512.000LambatJakarta34.40
2720.05012.000LambatJakarta34.93
285.0204.500CepatJakarta34.67
2912.5354.500CepatJakarta35.55
3020.0504.500CepatJakarta34.65
315.0207.500CepatJakarta34.77
3212.5357.500CepatJakarta34.53
3320.0507.500CepatJakarta35.68
345.02012.000CepatJakarta35.28
3512.53512.000CepatJakarta34.58
3620.05012.000CepatJakarta35.44

Tabel 5 Ringkasan Uji Anova dan Uji t pada Grup WMAPT

VariabelGrupGrup Hipotesa HoKesimpulan
Uji Anova
h1 atau h23Rata-rata WMAPT sama untuk semua kelompok tebal struktur0.3073Perbedaan tebal tidak berpengaruh pada
WMAPT
\(E_3\)3Rata-rata WMAPT sama untuk semua kelompok modulus resilien0.4326Perbedaan modulus resilien tanah dasar tidak berpengaruh pada WMAPT
Lajur dan
Arah		4Rata-rata WMAPT sama untuk semua lajur
dan arah		0.0319Tidak semua WMAPT sama untuk semua lajur
dan arah
Uji tt-value
Lajur2Rata-rata WMAPT sama untuk lajur cepat maupun lambat0.0047Lajur cepat dan lambat mempunyai WMAPT yang berbeda
Arah2Rata-rata WMAPT sama untuk arah Cirebon maupun Jakarta0.3547Arah lalu lintas tidak berpengaruh besarnya
WMAPT

192 Jurnal Teknik Sipil

1

Gambar 5. Umur dan temperatur perkerasan

dari setiap grup. Hal ini dilakukan dengan uji ANOVA yang ringkasannya di tampilkan pada Tabel 5. Hasil pengujian mengindikasikan bahwa tebal perkerasan maupun modulus resilien tanah dasar tidak berpengaruh pada nilai rata-rata WMAPT. Dengan demikian penetapan WMAPT dapat digunakan untuk setiap tebal struktur, maupun daya dukung lapis tanah dasar.

Nilai rata-rata WMAPT berdasarkan grup lajur dan arah lalu lintas menunjukkan tidak semuanya sama, karena hipotesa H<sub>0</sub> ditolak. Analisis lanjutannya dengan uji t, menyatakan nilai rata-rata itu berbeda antara lajur cepat dan lambat, namun untuk perbedaan arah memberikan nilai rata-rata yang sama (seperti tampak pada Tabel 5). Perbedaan itu rupanya akibat perbedaan komposisi beban lalu lintas antara lajur cepat dan lambat. Dengan demikian, komposisi beban lalu lintas menentukan besarnya WMAPT.

Dengan hasil seperti Tabel 4, lalu dianalisis untuk mengetahui apakah WMAPT dipengaruhi oleh tebal struktur, atau modulus resilien tanah dasar, atau lajur dan arah lalu lintas. Pengujian pengaruh variabel itu terjadi jika ada beda nilai rata-rata populasi WMAPT dari setiap grup. Hal ini dilakukan dengan uji ANOVA yang ringkasannya di tampilkan pada Tabel 5. Hasil pengujian mengindikasikan bahwa tebal perkerasan maupun modulus resilien tanah dasar tidak berpengaruh pada nilai rata-rata WMAPT. Dengan demikian penetapan WMAPT dapat digunakan untuk setiap tebal struktur, maupun daya dukung lapis tanah dasar.

Nilai rata-rata WMAPT berdasarkan grup lajur dan arah lalu lintas menunjukkan tidak semuanya sama, karena hipotesa H<sub>0</sub> ditolak. Analisis lanjutannya dengan uji t, menyatakan nilai rata-rata itu berbeda antara lajur cepat dan lambat, namun untuk perbedaan arah memberikan nilai rata-rata yang sama (seperti tampak pada Tabel 5). Perbedaan itu rupanya akibat perbedaan komposisi beban lalu lintas antara lajur cepat dan lambat. Dengan demikian, komposisi beban lalu lintas menentukan besarnya WMAPT.

Berdasarkan komposisi beban lalu lintas seperti pada lokasi studi ini memberikan WMAPT rata-rata 34.71°C dengan deviasi standar 0.5°C.

7. Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis ke 36 variasi struktur dan pembebanan lalu lintas pada ruas Cikampek-Pamanukan, Sta 20+100, dapat disimpulkan hal-hal berikut:

  • 1. Selain oleh temperatur udara, WMAPT tidak dipengaruhi oleh tebal struktur perkerasan, modulus resilien lapis tanah dasar, namun dipengaruhi oleh komposisi beban lalu lintas.
  • 2. WMAPT di lokasi yang di studi adalah 34.71°C dan deviasi standar 0.5°C. Tempeartur ini lebih rendah daripada WMAPT 41 °C yang direkomendasikan oleh James dan Jameson (2013), maupun Zamhari, James dan Jameson (2017) untuk daerah pesisir. Penetapkan WMAPT yang lebih tinggi dari yang seharusnya berpotensi memperpendek hasil analisis umur perkerasan.
  • 3. Temperatur standar No 01/MN/B/1983 (1983), dan Pd T-05-2005-B (2005) sebesar 35°C mendekati nilai WMAPT pada lokasi studi.

8. Saran

Studi lebih lanjut di lebih banyak lokasi dengan mendata jenis sumbu, beban sumbu, serta temperatur perkerasan secara menerus untuk periode siklus yang lebih panjang, dengan demikian dapat dianalisis WMAPT di berbagai wilayah Indonesia. Informasi WMAPT akan meningkatkan akurasi desain perkerasan lentur maupun evaluasi umur sisa perkerasan.

Research Intelligence

Data from OpenAlex ↗

Metrics

2
Citations
0.29
FWCIfield-weighted
57th
Percentilevs same year + field
Article
Work type
GOLD
Open Access

Topics

Geotechnical and construction materials studies Primary
1.00
Civil and Structural Engineering › Engineering › Physical Sciences
Asphalt Pavement Performance Evaluation
0.99
Urban Transport Systems Analysis
0.97

Related Research

Citation Trend

Citation Timeline

YearCitations
20231
20211

Semantic Profile AI-classified research signals

Core Domains
Subgrade 0.59
level 2
Humanities 0.46
level 1
Geotechnical engineering 0.44
level 1
Secondary Topics
Mathematics 0.35 Materials science 0.34 Physics 0.33 Environmental science 0.32 Geology 0.30

Institution Network

References

  1. AASHTO. 1993. Guide for Design of Pavement Structures. Washington, DC: American Association of State Highway and Transportation Officials.
  2. Ahlborn, G. 1972. ELSYM5, Computer Program for Determining Stresses and Deformations in Five Layer Elastic Systems. Berkeley, CA: University of California.
  3. Asphalt Institute. 1982. Research and Development of the Asphalt Institute
  4. ". 1991. Thickness Design - Asphalt Pavements for Highways and Streets- Manual Series No 1 (MS-1). Lexington, KY: Asphalt Institute.
  5. Austroads. 2017. Guide to Pavement Technology Part 2, Pavement Structural Design. Sydney: Austroads.
  6. Bonnaure, F, A Gravois, and J Udron. 1980. "A New Method of Predicting the Fatigue Life of Bituminous Mixes." Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists, Vol. 49 499-529.
  7. Brown, S F, and A R Dawson. 1992. "Two-Stage Mechanistic Approach to Asphalt Pavement Design." The 7th International Conference on Asphalt Pavements. Nottingham, UK: University of Nottingham. 16-34.
  8. Brown, S F, and P S Pell. 1972. "A Fundamental Structural Design Procedure for Flexible Pavements." Third International Conference on the Structural Design of Asphalt Pavements. London, England: University of Michigan. 369-381.
  9. Chen, Jian-Shiuh, Chih-Shien Lin, Erwin Stein, and Jurgen Hothan. 2004. "Development of a Mechanistic-Empirical Model to Characterize Rutting in Flexible Pavements." Journal of Transportation Engineering, Vol 130 Issue 4.
  10. Claessen, A I M, J M Edwards, P Sommer, and P Uge. 1977. "Asphalt Pavement Design - The Shell Method." The 4th International Conference Structural Design of Asphalt Pavements. Ann Arbor, MI: University of Michigan. 39-74.
  11. Croney, D, and J. N Bulman. 1972. "The Influence of Climatic Factors on the Structural Design of Flexible Pavements." Third International Conference on the Structural Design of Asphalt Pavements. London: University of Michigan, Ann Arbor, MI. 67-71.
  12. El-Basyouny, M, and M Witczak. 2005. "Verification of the Calibrated Fatigue Cracking Models for the 2002 Design Guide." Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists, Vol. 74.
  13. Haas, Ralph. 2010. "Developments and Challenges in Mechanistic - Empirical Pavement Design Methods." The 11th International Conference on Asphalt Pavements. Nagoya, Aichi, Japan: International Society for Asphalt Pavements and Japan Road Association.
  14. Huang, Yang H. 2004. Pavement Analysis and Design, 2nd Ed. Upper Saddle River, NJ: Pearson Education, Inc.
  15. James, Edward, and Jameson, G., 2013. Manual Desain Perkerasan Jalan - No 02/M/BM/2013. Jakarta: Direktorat Jenderal Bina Marga, Kemeterian Pekerjaan Umum.
  16. Maher, M L, and L Uzarowski. 2010. "From Theory to Practice: Rich Bottom Layer Design." The 11th International Conference on Asphalt Pavements. Nagoya, Aichi, Japaan: International Society for Asphalt Pavements and Japan Road Association.
  17. Miner, M A. 1945. "Cumulative Damage in Fatigue." Transactions of the ASME, Vol 67 A159-A164.
  18. NCHRP. 2004. Guide for Mechanistic-Empirical Design of New and Rehabilitated Pavement Structures, NCHRP 1-37A. National Cooperative Highway Research Program, Transportation Research Board, National Research Council.
  19. No 01/MN/B/1983. 1983. Manual Pemeriksaan Perkerasan Jalan dengan Alat Benkelman Beam. Jakarta: Direktorat Jenderal Bina Marga, Departemen Pekerjaan Umum.
  20. Pd T-05-2005-B. 2005. Pedoman Perencanaan Tebal Lapis Tambah Perkerasan Lentur dengan Metode Lendutan. Jakarta: Direktorat Jenderal Bina Marga, Departemen Pemukiman dan Prasarana Wilayah.
  21. Peattie, K R. 1962. "A Fundamental Approach to the Design of Flexible Pavements." International Conference on the Structural Design of Asphalt Pavements. Ann Arbor, MI: University of Michigan. 403-411.
  22. Powell, W D, J F Potter, H C Mayhew, and M E Nunn. 1984. The Structural Design of Bituminous Pavement, Report 1132. UK: Transportation Road Research Laboratory.
  23. Pszczola, M. 2019. "Equivalent temperature for design of asphalt pavements in Poland." MATEC Web of Conferences 262 1-6.
  24. Rada, G, and M W Witczak. 1981. "Comprehensive Evaluation of Laboratory Resilient Moduli Results for Granular Materials." Transportation Research Record 810 23-33.
  25. Rodriguez, M. 2010. "Determination of a New Fatigue Rupture Criterion for Bituminous Mixes." The 11th International Conference on Asphalt Pavements. Nagoya, Aichi, Japan: International Society for Asphalt Pavement and Japan Road Association.
  26. Shell. 1978. Shell Pavement Design Manual - asphalt pavements and overlays for road trffic. London: Shell International Petroleum Company.
  27. Skok, Eugene L, and Fred N Finn. 1962. "Theoretical Concepts Applied to Asphalt Concrete Pavement Design." International Conference on the Structural Design of Asphalt Pavements. Ann Arbor, MI: University of Michigan. 412-440.
  28. Smith, B E, and M W Witczak. 1981. "Equivalent Granular Base Moduli: Prediction." Transportation Engineering Journal, ASCE, Vol. 107, No. TE6 635-652.
  29. Thompson, M R, B J Dempsey, H Hill, and J Vogel. 1987. "Characterizing Temperature Effects for Pavement Analysis and Design,." Transportation Road Research 1121 14-22.
  30. Verstraeten, J, V Veverka, and L Francken. 1987. "Rational and Practical Design of Asphalt Pavements to Avoid Cracking and Rutting." The 5th International COnference on the Structural Design of Asphalt Pavements. Delft: The Delft University of Tehcnology, the Netherlands. 45-58.
  31. Walther, A, M Wistuba, and K Mollenhauer. 2010. "Analysis of Asphalt Mix Performance Properties Considering the Discrepancy between Mix Design and in-field Realization - Part II: Effect on Asphalt Pavement Design." The 11th International Conference on Asphalt Pavements. Nagoya, Aichi, Japan: International Society for Asphalt Pavements and Japan Road Association.
  32. Waterhouse, A. 1967. "Stresses in Layered Systems under Static and Dynamic Loadings." Second International Conference on the Structural Design of Asphalt Pavements. Ann Arbor, MI: University of Michigan. 291-308.
  33. Yoder, E J, and M W Witczak. 1975. Principles of Pavement Design, 2nd Ed. New York, NY: John Wiley & Sons, Inc.
  34. Zamhari, Kemas Ahmad, Edward Malcom James, and Geoffrey Jameson. 2017. Manual Desain Perkerasan jalan - No. 02/M/BM/2017, edisi 2. Jakarta: Direktorat Jenderal Bina Marga, Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat.