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