Model konstitutif umum yang menghubungkan modulus ulet (MR) bahan lapisan Perkerasan Empiris lentur dengan keadaan tegangan, diadopsi oleh Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide (MEPDG), berisi satu set konstanta yang dikenal sebagai nilai-k (k1, k2, dan k3). ) yang terkait dengan keadaan fisik Perkerasan Empiris bahan lapisan. Di Ghana, kerikil alam merupakan bahan utama dan kadang-kadang satu-satunya lapisan untuk sebagian besar perkerasan lentur namun nilai k yang mewakili bahan kerikil, belum ditentukan untuk memungkinkan aplikasi penuh dan penerapan konsep desain mekanistik-empiris untuk perkerasan yang melibatkan bahan tersebut. Dalam studi ini, nilai k yang mencirikan kerikil kuarsit alami yang digunakan untuk konstruksi jalan di negara ini diturunkan dengan teknik regresi dari nilai MR yang ditentukan menggunakan uji triaksial beban berulang di laboratorium. Dengan menggunakan teknik regresi linier berganda, hubungan korelasi kemudian dikembangkan antara nilai-k dan sifat fisik kerikil, yaitu, persentase material yang lolos saringan 9,5 mm (P9.5) dan 2.0 mm (P2.0), batas cair (LL), densitas kering maksimum (ρdmax), dan kadar air optimum (wopt). Analisis regresi mengembalikan nilai k1 yang berkisar antara 441 dan 958 dengan rata-rata 516; k2 yang bervariasi antara 0,0636 dan 0,2168 dengan nilai rata-rata 0,1216; dan, nilai k3 yang berkisar antara 0,1257 dan 3,1590 dengan nilai rata-rata 1,723. Bertentangan dengan apa yang sebagian besar dilaporkan dalam literatur, analisis mengembalikan nilai k3 positif untuk semua kecuali satu material kerikil, menunjukkan pengerasan tegangan di bawah tegangan geser oktahedral untuk material tersebut. Sementara basis sampel yang diperluas diperlukan untuk sepenuhnya mengkarakterisasi keseluruhan keseluruhan kerikil alam yang digunakan dalam konstruksi perkerasan di negara ini, studi tentang sampel kerikil kuarsit terbatas ini telah memberikan indikasi yang baik tentang korelasi linier yang kuat antara nilai-k dan properti indeks dari kerikil, untuk memungkinkan perkiraan konstanta untuk kerikil tersebut dibuat di mana kemampuan dan peluang untuk melakukan uji modulus resilien tidak ada. Namun, pekerjaan lebih lanjut direkomendasikan untuk sepenuhnya mengkarakterisasi sifat pasti dari nilai k3 untuk kerikil kuarsit di negara tersebut.
Dalam desain/analisis mekanistik-empiris (M-E) struktur perkerasan lentur multi-layer, respons ulet material lapisan terhadap pembebanan lalu lintas berulang dikuantifikasi oleh parameter modulus ulet (MR). MR sebagai parameter kekakuan material awalnya diperkenalkan oleh Seed et al. [1] untuk mengukur modulus elastisitas suatu material pada keadaan tegangan tertentu. Dalam rekayasa perkerasan, parameter mengukur sifat elastis dari bahan lapisan dengan mempertimbangkan karakteristik non-linier bahan. Nilai MR dapat ditentukan secara langsung di laboratorium melalui pengujian triaksial beban berulang dan secara tidak langsung melalui korelasi dengan parameter kekuatan tanah empiris (California Bearing Ratio, Soil Support Value, dan Resistance Value) atau dengan menghitung mundur dari lendutan yang diukur dengan fall weight deflectometer. Namun karena MR merupakan sifat dasar mekanistik material, estimasinya melalui korelasi dengan parameter kekuatan tanah empiris tidak dianggap tepat karena parameter tersebut tidak mencerminkan kondisi perkerasan pada beban lalu lintas berulang [2] .
Dalam pendekatan desain perkerasan empiris, nilai modulus ulet representatif ditetapkan untuk material lapisan terlepas dari posisinya dalam sistem perkerasan-tanah dasar. Ini dianggap sebagai batasan karena modulus ulet lapisan tanah/agregat yang tidak terikat bergantung pada keadaan tegangan dan diketahui meningkat dengan meningkatnya tegangan curah dan tegangan pengekang [3] . Material lapis, tergantung pada posisinya dalam sistem perkerasan-tanah dasar, berada di bawah tegangan vertikal yang berbeda dari lapisan penutup dan beban lalu lintas serta tegangan horizontal dari pengekangan.
