Jalan sebagai jalur transportasi darat memiliki berbagai peran vital di dalam kehidupan bermasyarakat seperti ekonomi, pertahanan keamanan, pendidikan, dan lain sebagainya. Oleh karena peran tersebut, prasarana transportasi darat harus mampu memberikan pelayanan yang maksimal sehingga mampu menyokong hampir seluruh kehidupan dalam masyarakat. Dengan tingginya demand dari masyarakat, kondisi perkerasan jalan perlu diperhatikan untuk mencegah terjadinya penurunan kondisi perkerasan jalan. Metode perbaikan yang dapat diambil yakni dengan penambahan tebal lapis tambah atau overlay dengan tujuan meningkatkan kekuatan struktur perkerasan agar dapat melayani lalu lintas selama umur rencana.
Penelitian ini memiliki tujuan untuk memperoleh hasil desain tebal lapis perkerasan Jalan Nasional Lingkar Demak STA 0+000 – 6+930 dengan dua metode, yakni Manual Desain Perkerasan Jalan 2017 dan Program Shell Pavement Design Method. Pada Manual Desain Perkerasan Jalan 2017 membutuhkan data Lalu Lintas Harian Rata-Rata, data International Roughness Index, serta data Falling Weight Deflectometer. Pada program Shell Pavement Design Method, dibutuhkan data Lalu Lintas Harian Rata-Rata, nilai CBR tanah, serta AC-Base jalan rencana. Data sekunder yang digunakan diperoleh dari Balai Besar Pelaksana Jalan Nasional VII Semarang. Untuk mendapatkan hasil nilai overlay yang detail dan rinci, maka jalan akan dibagi menjadi tiga ruas pada masing-masing jalur dan lajurnya. 
Hasil analisis ruas Jalan Lingkar Demak STA 0+000 – 6+930 dengan Metode Manual Desain Perkerasan Jalan 2017 berdasarkan analisis lengkung lendutan diperoleh tebal overlay tipis paling tinggi 50 mm dan tebal overlay tebal 0 mm, berdasarkan analisis lendutan maksimum diperoleh tebal overlay sebesar 0 mm, berdasarkan nilai International Roughness Index diperoleh nilai tebal overlay minimum paling tinggi yaitu 50 mm, serta berdasarkan Program Shell Pavement Design Method, diperoleh tebal overlay paling tinggi 15 mm.