Dunia Kereta - Kontruksi Rel Kereta Api

Rel adalah ciri khas dari kereta api yang membedakan dengan sarana transportasi lain. Rel akan memandu arah kereta api. Mungkin akan timbul pertanyaan, jika arah gerak kereta api sudah dipandu oleh rel, maka apa tugas masinis? Masinis bertugas untuk mengatur operasional kereta api, kapan kereta berjalan, kapan kereta berhenti, kecepatan kereta harus dikurangi ketika di lintasan yang berbelok dan lain sebagainya. Pada artikel ini, pembahasan akan lebih difokuskan pada konstruksi rel kereta api.

Secara umum kontruksi jalan rel terdiri dari dua bagian. Bagian bawah adalah Track Foundation atau Lapisan Pondasi dan bagian atas adalah Rail Track Stucture atau Struktur Trek Rel. Prinsipnya, rel harus dapat menahan gaya berat dari kereta yang berupa beban gandar(axle load) dari rangkaian kereta yang  melintas. Axle load pada batang rel akan diteruskan ke bantalan (sleepers), kemudian ke ballast dan seterusnya ke sub-ballast disekitarnya. Oleh lapisan ballast, gaya berat ini akan diteruskan ke seluruh permukaan tanah disekitarnya untuk mencegah amblesnya rel.

Berikut penjelasan dari masing - masing lapisan penyusun rel:

1) Formation Layer (Tanah)

Formation layer adalah lapisan tanah dibawah ballast. Lapisan ini perlu dipadatkan terlebih dahulu agar siap menopang beban kereta yang berat. Lapisan ini berupa campuran tanah, pasir dan lempung yang diatur kepadatan dan kelembapan airnya.

2) Sub-Ballast dan Ballast

Lapisan ini disebut juga track bed kerena berfungsi untuk membaringkan rel. Lapisan ballast berupa batu- batu berukuran kecil(kricak) yang ada dibawah rel. Ballast yang ditabur biasanya adalah batu kricak (bebatuan yang dihancurkan menjadi ukuran yang kecil) dengan diameter sekitar 28-50 mm dengan sudut yang tajam (bentuknya tidak bulat). Ukuran ballast yang terlalu kecil akan mengurangi kemampuan drainase, dan ukuran yang terlalu besar akan mengurangi kemampuannya dalam mentransfer axle load. Sudutnya tajam untuk mencegah timbulnya rongga-rongga di dalam taburan ballast, sehingga lapisan ballast susunannya menjadi lebih rapat. Fungsi dari lapisan ini adalah:

1. meredam getaran rel ketika kereta melintas
2. menyebarkan beban axle load ke lapisan dibawahnya sehingga gaya tekan tidak searah
3. memperlancar proses drainase air hujan
4.  mengatur ketinggian rel

3) Sleepers (bantalan rel)

Sleepers dipasang sebagai landasan dimana rel diletakan. Fungsi dari sleepers antara lain:

1. tempat meletakkan dan menambat rel
2. menjaga lebar rel
3. menumpu rel agar tidak melengkung kebawah
4. mentransfer beban axle load ke lapisan dibawahnya

Sleepers dipasang melintang dari posisi rel dengan jarak maksimal antar bantalan 60 cm. Ada tiga jenis bantalan yakni:

1. Bantalan kayu (Timber Sleepers). Terbuat dari batang kayu asli atau campuran yang   dilapisi creosote(minyak pelapis kayu) agar lebih awet dan tahan jamur. Umur bantalan ini berkisar 3-15 tahun, sedangkan untuk bantalan kayu yang diawetkan umurnya dapat mencapai 25 - 40 tahun.
2. Bantalan plar besi (Steel Sleepers). Bantalan ini lebih awet daripada bantalan kayu, tetapi tidak dipasang pada trek yang ter-elektrifikasi maupun pada trek yang menggunakan pensinyalam elektrik. Bantalan ini berusia sekitar 45 tahun.
3. Bantalan beton bertulang (Concrete Sleepers). Bantalan ini yang paling banyak digunakan sekarang karena lebih awet, murah, dan mampu menahan beban lebi besar daripada dua bantalan lainya. Bantalan ini mampu mencapai usia 60 tahun.

4) Batang besi

Batang rel terbuat dari besi atau baja bertekanan tinggi dan juga mengandung karbon, mangan, dan silikon. Batang rel dibuat khusus agar mampu menahan beban axle load dari kereta api yang melintas. Batang rel ini didesain memiliki tingkat kekerasan lebih tinggi daripada roda kereta agar ketika terjadi gesekan antara roda dan rel, roda aus terlebih dahulu. Hal ini karena penggantian roda kereta lebih mudah dan murah dibandingkan penggantian rel.

Untuk memudahkan transportasi, rel dibuat berukuran panjang antara 20- 25 m. Batang rel dibedakan menjadi beberapa tipe berdasarkan berat per meternya. Di Indonesia dikenal empat macam tipe yaitu R25, R33, R42, dan R54. Misalkan R25 berarti batang rel ini memiliki berat rata - rata 25 kg/m. Makin besar angkan dibelakang R, makin tebal pula batang rel tersebut. Perbedaan tipe batangan rel mempengaruhi beberapa hal, antara lain:

1. besarnya axle load yang dapat ditahan
2. semakin besar rel, kecepatan kereta bisa lebih tinggi

Ref: https://hendriyana90.wordpress.com/konstruksi-rel-kereta-api/