g. Modulus Elastisitas kekakuan aspal
Aspal adalah material yang bersifat visco-elastis dan deformasi yang timbul adanya tegangan merupakan fungsi dari temperatur dan waktu pembebanan.
Pada temperatur dan waktu pembebanan yang panjang berperilaku viscous– liquid dan pada suhu yang rendah atau waktu pembebanan yang pendek
seketika bersifat solid – elastic brittle. Berapa konsep modulus kekakuan adalah :
• Van der Poel 1954 memperkenalkan konsep modulus kekakuan aspal
stiffness modulus of bitumen sebagai parameter dasar untuk menjelaskan sifat sifat mekanisme aspal. Pada saaat awal t = 0 tegangan tarik σ
yang diberikan pada material visko- elastis tersebut menyebabkan regangan tarik ε t namun tidak bertambah secara proporsional terhadap
waktu pembebanan, sehingga modulus kekakuan aspal yang terjadi tergantung pada waktu atau lamanya pembebanan. Karena bersifat visco-
elastis, modulus kekakuan aspal juga tergantung pada temperatur.
Gambar 2.13 Tegangan dan distribusi temperatur dalam perkerasan lentur.
Universitas Sumatera Utara
• Shell mengidentifikasikan bahwa modulus beton aspal sangat bergantung
pada modulus kekakuan aspal Sbit, volume agregat VG dan aspal VB Sbit = 1.157 x 10
-7
x t
-0.368
x 2.718
– PI
T
RB
– T
5
Tegangan dan regangan pada perkerasan lentur umumnya memprediksi moda kelelahan didasarkan pada konsep sistem elastis multilapis. Solusi
analitis untuk menyatakan hubungan tegangan dan regangan didasarkan atas berupa asumsi berikut Yoder Witczak, 1975 :
1. Sifat sifat untuk setiap lapis adalah homogen dan isotropis,
2. Setiap lapis pada arah lateral mempunyai ketebalan tertentu kecuali
pada lapis paling bawah tanah dasar , subgrade, 3.
Geser penuh terjadi diantara lapis perkerasan interface, 4.
Tidak ada kekuatan geser yang timbul pada bagian atas dari lapis permukaan,
5. Solusi tegangan berhubungan dengan 2 dua parameter sifat material
yakni Poisson’s ratio μ dan modulus kekakuan E. Pada gambar diberikan diagram tegangan yang terjadi pada perkerasan
lentur. Tegangan dan regangan kritis terjadi pada bagian bawah lapis permukaan dan dipermukaan tanah dasar. Umumnya regangan yang terjadi pada bagian
bawah lapis permukaan
ε
hi
adalah regangan tarik tensile strain sebaliknya pada permukaan tanah dasar regangan yang terjadi adalah regangan tekan
compressive strain. Umunya teori yang digunakan adalah memprediksi moda kelelahan didasarkan pada konsep sistem elastis multilapis .
Perhitungan Modulus Elastisitas lapisan campuran beraspal E dihitung melalui rumus, sebagai berikut.:
Universitas Sumatera Utara
n PI
b
VMA x
n VMA
x x
S E
r
− −
+ =
−
3 5
. 2
5 .
257 1
718 .
2
1
5 368
. 18
2 10
07355 .
7
t u
r b
f x
T SP
x LF
x S
−
=
−
π
i r
P x
x SP
65 .
log 35
. 26
4 .
98 −
=
82 .
232 log
35 .
76 65
. 21
log 00
. 27
− −
=
i i
r
P x
P x
PI
=
−
r
PI b
x S
x x
n 718
. 2
10 4
log 83
.
4
dimana: E
=
Modulus Elastisitas perkerasan Lentur MPa Sb
=
Modulus Elastisitas aspal VMA
=
Rongga dalam mineral agregat LF
=
Frekwensi pembebanan Hz T
u
=
Temperatur udara
o
C f
t
=
Faktor temperatur desain 1 P
i
=
Penetrasi aspal awal 0.1 mm V
b
=
Volume aspal SP
i
=
Titik lembek aspal awal
o
C
Perkiraan masa layan sisa struktur perkerasan yang didasarkan pada dua regangan kritis yang terjadi di dalam struktur perkerasan. Regangan tarik
horizontal ε
t
di bawah lapisan campuran beraspal akan menentukan kerusakan retak lelah; dan, regangan tekan vertikal di atas tanah dasar
ε
c
akan menentukan
Universitas Sumatera Utara
kerusakan deformasi permanen. Kemudian, masa layan sisa ditentukan dari model desain struktur perkerasan.
II.5 Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Temperatur di Perkerasan Lentur
Kategori