Balas

Nursyamsu Hidayat, Ph.D.

Struktur Balas

• Lapisan balas terletak diatas tanahdasar

Fungsi Balas

• Mendistribusikan beban dari bantalanke tanah dasar

• Menahan bantalan (rel) dari pergeserantransversal/lateral maupun longitudinal

• Meneruskan air, sehingga tidakmenggenangi bantalan/rel

• Mendukung bantalan secara elastis

Distribusi Beban

Gaya dinamis roda Rel

BantalanBalas

Subgrade

Tebal Balas

• Kuat dukung subgrade badan jalan rel• Beban roda kereta api• Kecepatan kereta api• Bahan balas

Tebal Balas

• Area (1997)

denganh: tebal balas (inchi)Pa: tekanan rerata yang didistribusikan bantalan ke balas (psi)Pc: tekanan ke tanah dasar, termasuk faktor aman (psi)

54

c

a

pp8,16h

Tebal Balas

• Schramm (1961)

denganZmin : tebal minimum balas (m)S: jarak bantalan (m)B: lebar bantalan (m)Θ: sudut gesek internal bahan balas ()

tg2

BSZmin

Lapisan Balas

• Balas atas: – bahan pembentuk sangat baik– Mendapat beban yang sangat besar– Sangat terkait elastisitasfungsi

kenyamanan• Balas bawah: bahan pembentuk tidak

sebaik balas atas– Bahan pembentuk tidak sebaik balas atas– Sebagai filter tanah dasar-balas atas

Persyaratan Bahan Balas Atas

• Batu pecah: keras, tidak mudah pecah• Tahan lama: tidak cepat aus, tahan

cuaca• Bersudut/angular• Bergradasi tertentu: sifat saling

mengunci, saling gesek, permeabilitastinggi

Persyaratan Bahan Balas Atas

• Komposisi bahan merugikan yang diijinkan– Bahan lunak/mudah pecah < 3%– Bahan lolos #200 <1%– Gumpalan lempung <0,5%– Keausan uji Los Angeles <40%– Partikel tipis/panjang <5%

Persyaratan Bahan Balas Atas

• Gradasi Lapisan Balas Atas

Cat:a) Jalan kelas I-II digunakan ukuran min 2,5”-0,75”b) Jalan kelas III digunakan ukuran min 2”-1”

UkuranNominal(inchi)

Persen lolos saringan

Ukuran saringan (inchi)

3 2,5 2 1,5 1 0,75 0,5 3/8

2,5-0,75 100 90-100 25-60 25-60 0-10 0-5

2-1 100 95-100 35-70 0-15 0-5

1,5-0,75 100 90-100 20-15 0-15 0-5

Persyaratan Bahan Balas Bawah

• Gradasi Lapisan Balas Bawah

Ukuran saringan 2” 1” 3/8” No 10 No 40 No 200% lolos (optimum) 100 95 67 38 21 7Daerah yang diperbolehkan(% lolos) 100 90-100 50-84 26-50 12-30 0-10

Bentuk / Dimensi Lapisan Balas

Lurus

Lengkung

Bentuk / Dimensi Lapisan Balas

Kelas Jalan RelI II III IV V

d1 (cm) 30 30 30 25 25B (cm) 150 150 140 140 135C (cm) 235 235 225 215 210K1 (cm) 265-315 265-315 240-270 240-250 240-250d2 (cm) 15-50 15-50 15-50 15-35 15-35E (cm) 25 25 22 20 20K2 (cm) 375 375 325 300 300

Bentuk / Dimensi Lapisan Balas

• Jarak dari sumbu jalan rel ke tepi ataslapisan balas (B)

B > 0,5 L + Xdengan,

L: panjang bantalan (cm)X: lebar bahu, di Indonesia sbb:

Jalan kelas I-II : 50cmJalan kelas III-IV : 40 cmJalan kelas V : 35 cm

Bentuk / Dimensi Lapisan Balas

• Bahu berfungsi agar bantalan tidakmudah bergeser dari tempatnya, danmemberi tahanan bagi balas ke arahmelintang

• Kemiringan balas tidak boleh lebihcuram dari 1 : 2 (v : h)

• Bahan balas dihampar sedemikiansehingga permukaannya seleveldengan permukaan bantalan

Bentuk / Dimensi Lapisan Balas• Bagian jalan lurus

K1 > B + 2 d1 + M + T• Bagian tikungan

K1D = K1

K1L = B + 2 d1 + 2 E +ME = (B + L/2) h/S + T

dengan,T : tebal bantalan (cm)S : jarak antara kedua sumbu vertikal rel (cm)h : peninggian rel (cm)

Bentuk / Dimensi Lapisan Balas

• Lebar M digunakan antara 40-90 cm• Pada konstruksi lapisan balas bawah

perlu ditambahkan penahan pasanganbatu untuk menjamin kestabilannya.

Pemadatan

• Pemadatan harus dilakukan secara baik, benar dan merata sehingga dapat diperolehkepadatan lapangan yang disyaratkan yaitu100 % kepadatan kering maksimum menurutstandart ASTMD 698.

• Untuk mencapai kepadatan lapangan yang homogen maka pemadatan agregat bahan balas harus dilakukan lapis demi lapis dan ketebalan tiap lapis setelah dipadatkan tidakboleh lebih dari 15 cm.

PemadatanKepadatan balas tidak merata, menyebabkan sebaran bebandan reaksi dukungan balas thd

bantalan tidak merata

Timbul Momenpada bantalan

Kerusalkanbantalan

Dukungan tidak merata

Dukungan merata

Permasalahan pada balas

Masalah teknis yang sering ditemui padalapisan balas ialah :1. Penurunan balas2. Berkurangnya sifat kenyal dan

permeabilitas lapisan balas3. Terjadinya kantong balas

Permasalahan pada balas

Penurunan Balas

Agregat balas bergesekan aus/hancur

Volume balas berkurang Tebal balas berkurang

Rangkaian KA lewat

Bantalan menumbuk balas Repetisi tumbukan ke balas

Permasalahan pada balas

- Balas menjadi tidak kenyal- Air tidak mudah mengalir

Permeabilitas balasmenurun

Rongga antar agregatberkurang

Rangkaian KA lewat

Bantalan menumbuk balas Repetisi tumbukan ke balas

Balas Mati

Kantong Balas

Tebal balas << Tekanan kesubgrade >>

Subgrademelesak turun

Agregat balasturun terbentuk

cekungan padasubgrade

Kantong balas

Kantong Balas (Mud Pumping)

Bantalanmengambang

Saat beban dilepas, partikel halus daribawah tersedot ke

rongga

Saat terjadi bebanlagi, partikel tsb

akan masuk lagi kebalas

Tersedotnya partikeltanah dasar

menyebabkan balasturun

CekunganKantong balas

Kantong Balas

• Jika tidak segeraditangani, kantong balasakan semakin dalam danmelebar

• Bisa menyebabkanruntuhnya badan jalan rel