Gambar 2.24 Dimensi Penampang Rel R.60 Tabel 2.3 Dimensi Penampang Rel (PM. No 60. Tahun 2012)
2) Memberikan stabilitas kedudukan rel didalam Ballas.
3) Menghindar kontak langsung antara rel dan air tanah.
Struktur pada rel kereta api terdapat Bantalan. Ada tiga macam jenis bantalan antara lain sebagai berikut:
a. Bantalan Baja
Dimensi bantalan baja pada jalur lurus untuk lebar sepur 2067 mm ialah:
panjang 2000 mm, lebar atas 144 mm, lebar bawah 232 mm, tebal baja minimum 7 mm. Bantalan baja minimal harus mampu menahan momen sebesar 650 kg-m, baik pada bagian tengah bantalan maupun pada bagian bawah rel. Tegangan ijin minimal bantalan baja adalah 1600 kg/cm2 (Utomo, 2013). Adapun keunggulan dan kelemahan bantalan baja adalah sebagai berikut:
Keunggulan bantalan baja:
a) Ringan dan mudah diangkut
b) Tidak mudah lapu dan tidak diserang oleh binatang-binatang kecil.
c) Elastisitas yang lebih besar sihingga retak-retak seperti yang terjadi dibantalan kayu dan bantalan beton dapat dihindari.
d) Mudah dan relatif murah dalam pembuatannya’nilai sisa realatif lebih tinggi dibandingkan bantalan kayu.
Kelemahan bantalan baja:
a) Dapat terkorosi dan mudah berkarat.
b) Bersifat konduktor sehingga mudah menghantarkan listrik, tidak cocok untuk kereta listrik yang alirannya dibawah.
Gambar 2.25 Bantalan Baja (Zelin, 2018) b. Bantalan Kayu
Bantalan kayu digunakan pada jalan rel di Indonesia karena selain mudah dibentuk bahannya mudah didapat. Agar supaya dapat memenuhi fungsinya maka bantalan kayu harus cukup keras sehingga mampu menahan tekanan, penambat rel yang dipasang pada bantalan tidak mudah lepas dan harus tahan lama (Utomo, 2013). Untuk itu maka bahan kayu yang digunakan selain harus kuat menahan beban yang bekerja padanya, juga harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:
a) Utuh dan padat (tidak terdapat mata kayu) b) Tidak ada lubang akibat binatang, ulat dll c) Tidak lapuk dan tidak pecah
d) Jika terjadi pengawetan, maka pengawetannya harus merata.
Keunggulan bantalan kayu:
a) Elastik baik, mampu meredam getaran, sentakan dan bisingan b) Mudah dibentuk sesuai ukuran yang dikehendaki
c) Pergantian bantalan kayu mudah pergantiaanya Kelemahan bantalan kayu:
a) Mudah terbakar
Rel
Bantalan Baja Lapisan
Balas Penambat
Rel
b) Mudah terjadi pelapukan
c) Nilai sisa rendah (nilai jual setelah tidak dipakai).
Kerusakan pada bantalan rel Kereta api : a) Tekanan rel (beban dinamis) b) Penambat rel
c) Pelapukan.
Gambar 2.26 Bantalan Kayu c. Bantalan Beton
Bantalan beton, dibagi menjadi dua yaitu : Bantalan beton blok ganda (bi- block) dan bantan beton blok tunggal (monolithic/pretension). Bantalan beton mempunyai berat 160 - 200 kg (Utomo, 2013). Adapun keunggulan dan kelemahan bantalan beton adalah sebagai berikut:
Pada bantalan beton mempunyai keunggulan, sebagai berikut : 1) Stabilitas baik, dapat menjaga lebar rel/sepur dengan baik
2) Umur konstruksi panjang, karena baru digunakan maka belum ada yang memberi umur pada bantalan beton.
3) Tidak dapat terbakar.
4) Pengendalian mutu bahan mudah dilaksanakan (laboratorium).
5) Bukan sebagai konduktor listrik, sehingga dapat digunakan pada rell yang elektrifikasi.
Bantalan Rel Kayu
Penambat Rel
Adapun Kekurangan dari bantalan beton : 1) Kurang elastis dibanding bantalan kayu
2) Karena berat, maka sulit melakukan pemasangan manual
3) Kemungkinan kerusakan pada proses pengangkutan atau pengangkatan 4) Tidak meredam getaran dan kebisingan (perlu konstruksi tambahan
untuk meredam) 5) Nilai sisa sangat kecil.
Gambar 2.27 Bantalan Beton 3. Ballast
Balast merupakan struktur pada jalan rel kereta api yang berupa batu pecah yang terletak di atas lapisan tanah dasar, dibawah bantalan dan rel (Utomo, 2013).
Adapun fungsi dari ballast adalah:
a. Meneruskan dan menyebarkan beban yang diterima dari bantalan kedasar tanah
b. Mencegah dan menahan bergesernya bantalan rel kereta api baik arah membujur maupun melintang. Bergesernya membujur akibat gaya rem, jejakan pada rel, kembang susut rel akibat suhu, dll. Untuk melintang akibat gaya-gaya lateral
c. Mencegah genangan air disekitar bantalan rel d. Mendukung bantalan (distribusi gaya dinamis)
Bantalan Beton
Rel Lapisan
Balas
Penambat Rel
Lapisan balas pada dasarnya adalah terusan dari lapisan tanah dasar, dan terletak di daerah yang mengalami konsentrasi tegangan yang terbesar akibat lalu lintas kereta pada jalan rel, oleh karena itu material pembentuknya harus sangat terpilih (Putra, 2017).
Tegangan (Stress) sendiri adalah gaya persatuan luas (Kurniawan, 2014).
Besarnya tegangan (σ) adalah gaya yang bekerja pada benda (P) dibagi dengan luas penampang (A). Secara sederhana dapat dirumuskan sebagai berikut:
σ = 𝑃
𝐴 ...(2.11) dengan,
σ = Tegangan (Mpa)
P = Beban atau gaya yang bekerja pada benda (N) A = Luas penampang melintang benda (mm2)
Dibawah ini merupakan rumus untuk mencari tegangan yang terjadi dibawah dua bantalan:
x =
2 𝑥 ℎ𝑏 x tan α x P ...(2.12) dengan,x = Tegangan yang terjadi (kg/cm2) b = Lebar bantalan (cm)
h = Tebal balas rencana (cm)
α = Sudut penyebaran tekanan (batu pecah = 60o) P = Tekanan gandar kereta api (kg)
Gambar 2.28 Lapisan Balas
Ballast terdiri dari dua lapisan yaitu lapisan bawah dan lapisan atas.
1. Lapisan balas bawah
Bahan yang digunakan tidak sebaik balas atas, yang berfungsi sebagai filter antara tanah dasar dengan balas atas. Lapisan balas bawah menggunakan bahan kerikil sedang ata psir kasar denga ukuran 0,75-1 inch. Kandungan lumpur tidak boleh lebih dari 5 %.
2. Lapisan balas atas
Akan mengalami tegangan sangat besar dibandingkan balas bawah, material pembentuk balas atas harus memenuhi persyaratan berikut:
a. Balas harus terdiri dari batu pecah (25 - 60) mm dan memiliki kapasitas ketahanan yang baik, ketahanan gesek yang tinggi dan mudah dipadatkan.
b. Material balas harus bersudut banyak dan tajam c. Porositas maksimum 3%
d. Kuat tekan rata-rata maksimum 1000 kg/cm2 e. Specific gravity minimum 2,6
f. Kandungan tanah, lumpur dan organik maksimum 0,5%
g. Kandungan minyak maksimum 0,2%
h. Keausan balas sesuai dengan test Los Angeles tidak boleh lebih dari 25%
Bantalan Beton
Rel Lapisan
Balas
Penambat Rel
i. Berat isi lebih dari 1400 kg/cm2
j. Ketahanan terhadap cuaca kurang dari 7%
Gambar 2.29 Potongan Penampang Melintang Jalan Rel (PM. No 60. Tahun 2012)