Journal homepage: http://iptek.its.ac.id/index.php/jats

## Pengaruh Parameter Track Quality Indeks (Tqi) Terhadap Perilaku Bantalan Beton
(Studi kasus: Track Quality Indeks (TQI) penyimpangan geometri 25 mm – 40 mm)
Wawarisa Alnu Fistcar 1,* , Hera Widyastuti 1 , Data Iranata 1 , Catur Arif Prastyanto 1
Departemen Teknik Sipil, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya 1 Koresponden*, Email: wawarisaf@gmail.com
Info Artikel Abstract
Diajukan                   12 Desember 2019 Diperbaiki                     23 Januari 2020
Disetujui                       24 Januari 2020
Keywords: Track quality indexs (TQI), concrete sleeper, axial load, lateral load, stress
Quality  calculation of the  railway  geometry can be  obtained using  the standard Indonesian railway formula. The results of calculations for KA Galunggung in 2018 obtained a maximum value of 37.44. While for KA.EM-120 in 2019, the maximum value of 40.75 will be obtained. The results of the calculation of the two geometric qualities have different values, which are then  used  as  benchmarks  for  measurements  made  manually.  Actual  geometry  values  with geometry  deviations 25 mm  - 40 mm,  then modeled with software assistance  programs with Finite  Element  Method  (FEM)  simulation.  The  dimensions  and  material  properties  are  in accordance with the conditions at the study site, the dimensions of concrete sleeper type N-67 = 2000 x 250 x 215 mm, material properties (Fc ') = 54 MPa with tensile strength prestressed wire = 1400 MPa, rail type 54 and ballast material used in accordance with PM.60 of 2012. Axial load that works according to the calculation of passing tonnage 16,241 kg, with lateral loads according to the conditions of deviation and load distribution on each sleeper. From the results of the analysis on the value of deviation of category 3 (25 <TQI <40), concrete sleeper experiences a maximum compressive stress of 24,229 MPa and a maximum tensile stress of 5,436 MPa. The results of the analysis of concrete sleeper can not withstand the required tensile force  of  a  maximum  of  4,632  MPa  (0.32  Fc0.67).  So  the  maximum  geometry  deviation requirements must not exceed category 2 (TQI max <25mm), if the geometry deviation values are in category 2 then treatment investigations should be carried out.
Kata kunci: Track kualitas indeks (TQI), bantalan beton, beban aksial, beban lateral tegangan.

## Abstrak
Perhitungan  kualitas  geometri  jalan  rel  dapat  diperoleh  dengan  menggunakan  rumus standar perkeretaapian Indonesia. Hasil perhitungan untuk KA. Galunggung tahun 2018 memperoleh nilai maksimum sebesar 37,44. Sedangkan untuk KA.EM-120 pada tahun 2019 memperoleh  nilai  maksimum  sebesar  40,75.  Hasil  perhitungan  kedua  kualitas  geometri tersebut  memiliki  perbedaan  nilai,  yang  selanjutnya  dijadikan  tolak  ukur  untuk pengukuran yang dilakukan secara manual. Nilai geometri aktual dengan penyimpangan geometri 25 mm – 40 mm, selanjutnya di modelkan dengan progam bantu perangkat lunak dengan simulasi Finite Elemen Method (FEM) . Dimensi serta propeti material sesuai dengan keadaan yang ada di lokasi penelitian, dimensi bantalan beton tipe N-67 = 2000 x 250 x 215 mm, properti material (F c ’ ) = 54 MPa dengan kuat tarik wire prestressed = 1400 MPa, tipe rel 54 dan material balas yang digunakan sesuai dengan PM.60 tahun 2012. Beban aksial yang bekerja sesuai perhitungan passing tonnage 16.241 Kg, dengan beban lateral sesuai kondisi penyimpangan serta distribusi beban pada setiap bantalan. Dari hasil analisa pada nilai  penyimpangan  kategori  3  (25<TQI<40),  bantalan  mengalami  tegangan  tekan maksimum 24.229 MPa dan tegangan tarik maksimum sebesar 5.436 MPa. Hasil analisa tersebut  bantalan  tidak dapat  menahan gaya  tarik  yang  dipersyaratkan  yaitu maksimal 4.632  MPa  (0.32  Fc 0.67 ).  Jadi  disarankan  penyimpangan  geometri  tidak  boleh  melebihi kategori  2  (TQI  max<  25  mm),  jika  nilai  penyimpangan  geometri  sudah  masuk  pada kategori 2 maka harus dilakukan investigasi perawatan.

## 1. Pendahuluan
Pulau Jawa merupakan salah satu Pulau dengan jaringan konektivitas perkeretapian terbesar di Indonesia dalam fungsi operasionalnya salah satunya yaitu jalur kereta api Surabaya – Mojokerto, jalur kereta api Surabaya - Mojokerto merupa- kan  jalur  utama  di  jalur rel kereta  api  lintas  selatan  Pulau Jawa  .  Jalur  ini  merupakan  jalur  kereta  api  dengan  jadwal perjalanan tersibuk di Indonesia[1]. Hal tersebut dikarenakan
jalur ini adalah jalur selatan yang menghubungkan Surabaya –  Jogjakarta.  Jalur  ini  sedang  ada  penambahan  jalur ganda ( doble  track )  yang  dikerjakan  bertahap.  Jalur  Surabaya  – Mojokerto  adalah jalur yang belum dilakukan penambahan track yaitu tepatnya pada resor 8.13 dan 8.14 (Survey). Jalur ini termasuk dalam wilayah Daerah Operasi VIII Surabaya. Surabaya  adalah  pusat  ekonomi  Jawa  Timur  dimana
efektifitas  insfrastruktur  transportasi  sangat  penting  untuk menjaga pertumbuhan ekonomi[2].
Lalu lintas kereta api akan terus meningkat sesuai dengan perkembangan  ekonomi.  Karena  kereta  api  adalah  moda transportasi  darat  yang  hampir  bisa  dipastikan  ketepatan waktunya.  Hal  tersebut  dapat  mempengaruhi  kondisi geometri  lintasan  yang  menyebabkan  terjadinya  penurunan kualitas  lintasan  sehingga  perlu  suatu  pemeliharaan  untuk mengukur suatu kondisi dan kualitas lintasan. Terkait dengan hal ini, kecelakaan lalu lintas kereta api telah lama menjadi masalah sosial - ekonomi yang telah menyebabkan mening- katnya  kekhawatiran masyarakat di  seluruh dunia[3]. Perlu diadakannya  peningkatan  keandalan  kondisi  dan  analisa perbaikan jalan rel kereta api dengan metode pemeliharaan yang tepat sehingga kegagalan pada jalan rel dapat berkurang atau bahkan tidak terjadi. Hal tersebut sangat mungkin terjadi bila struktur jalan rel yang lambat laun mengalami penurunan kualitas  tidak  dilakukan  tindakan.  Oleh  karena  itu,  dilaku- kanlah  pemeliharaan  untuk  mengontrol  kinerja  operasional kereta api. Namun pelaksanaan pemeliharaan sering terkena dengan masalah biaya yang terbatas maupun terlambat dalam pencairannya,  sehingga  dana  yang  ada  harus  digunakan dengan bijak agar pengalokasiannya tepat sasaran[4], dalam Simposium  II  -UNIID,  2017.  Namun,  industri  kereta  api mencoba  meningkatkan  produktivitas  tim  pemeliharaan mereka melalui kontrol yang lebih efektif terhadap kerusakan jalur  Di  berbagai negara  cara  mengontrol  kualitas  jalan  rel dilakukan  dengan  beberapa  pendekatan  dan  metodologi untuk  mengevaluasi  degradasi  jalan  rel    untuk  optimasi pemeliharaan jalan rel, telah dikembangkan selama beberapa tahun  terakhir,  dari  model  sederhana  yang  hanya  terkon- sentrasi pada satu komponen jalan rel individu hingga yang paling  komprehensif  yang  merangkul  semua  faktor  utama dalam penurunan kualitas lintasan .
Dimensi rel yang digunakan di Indonesia sesuai PD  10 tahun 1986. Penamaan tipe rel untuk tujuan klasifikasi rel di Indonesia  disesuaikan  dengan  berat  dalam  kilogram,  (kg) untuk setiap 1meter panjangnya, misalnya, tipe R 54 berarti rel  memliki  berat  sekitar  54  kg  untuk  setiap  1  meter  pan- jangnya. Masing-masing profil rel memiliki dimensi momen inersia,  jarak  terhadap  garis  netral  luas  penampang  yang berbeda untuk keperluan perencanaan dan pemilihan dimensi yang  tepat  untuk  struktur  jalan  rel.  Karena  ada  perbedaan lebar spur sedangkan lebar boogie kereta tetap direncanakan pada lebar spur 1067 mm maka titik pembebanan bisa jadi tidak tepat terhadap garis netral luas penampang yang akan mengakibatkan  tegangan  pada  rel  sendiri  bervariasi. Tegangan  yang  diijinkan  tergantung  pada  mutu  rel  yang digunakan. Untuk perencanaanya PT. Kereta Api Indonesia
(Persero)  menggunakan  dasar  kelas  jalan  yaitu  untuk  jalan kelas 1 menggunakan R 60 dan R 54 dengan tegangan ijin 1325  kg/cm 2 [5]  Penelitian  mengenai  pengujian  bantalan beton  kereta  api  tipe  S35/20  untuk  rel  R-54/R-60  sudah pernah  dilakukan.  Pengujian  bantalan  beton  dilakukan menggunakan  standar  uji  AREMA  ( American  Railway Engineering and Maintenance of Way Association ). Uji ini meliputi,  uji  momen  negatif dan  positif  dudukan  rel  A, uji momen  negatif  dan  positif  tengah  bantalan,  uji  momen negatif  dan  positif  dudukan  rel  B,  uji  beban  berulang dudukan  rel  B,  uji  ketahanan  geser  wire,  dan  uji  bebas ultimate. Kondisi jalur yang handal  dan  memenuhi  persya- ratan  keselamatan  transportasi  secara  teknis  layak  untuk dioperasikan dan harus dilakukan pengujian di laboratorium penguji. Dari pengujian yang telah dilakukan atas 3 benda uji, 2  benda  uji  dinyatakan  memenuhi  spesifikasi  sedangkan  1 benda  uji  tidak  memenuhi  spesifikasi  diakibatkan  adanya retak  struktural  pada  pengujian  momen  positif  terhadap beban  desain[6],  penelitian  tersebut  hanya  menghasilkan layak  atau  tidak  layaknya  bantalan  beton  akibat  beban ultimate  dari  jalan  rel  tersebut.  Selanjutnya  dilakukan penelitian  lanjutan  yang  menghasilkan  beban  maksimum yang  ditumpu  pada  bantalan  adalah  569.601  kN  dengan lendutan maksimum  0.681 mm  dan  dihitung secara teoritis retak awal terjadi pada beban 256.838 Kn[7].

## 2. Metode
Metode dalam penelitian ini dibagi menjadi 2 garis beasar yaitu mencari nilai track kualitas indek (TQI) yaitu dengan cara analisis  setiap parameter kerusakan,  perhitungan track kualitas  indeks  dengan  standar  kereta  api  Indonesia, pengukuran  dilapangan  dan  finete  elemen  bantalan  beton dengan program bantu ABAQUS.
2.1 Analisis setiap parameter
Kerusakan  pada  penelitian  ini  menggunakan  acuan Pedoman  standar  PT.  Kereta  Api  Indonesia. Track  Quality Index (TQI) sendiri terdiri dari 4 parameter pengukuran lebar spur, angkatan, listringan dan pertinggian. Selain parameter tersebut,  selama  pengukuran  juga  dicatat  kecepatan operasional pengukuran. Pengambilan data ukur  dilakukan secara kontinyu sepanjang segment (200  m).  Untuk angka- tan,  listringan  dan  pertinggian  satu  segment  mewakili panjang 40 meter. Sedangkan untuk lebar  spur  satu  segmen mewakili  panjang  20  meter. Nilai pada setiap kategori terse- but ditampilan dengan satuan panjang (millimeter), dari nilai tersebut  terdapat  pengelompokan  kondisi  yaitu  dibedakan menjadi  4 kategori yaitu kategori TQI ≤ 15, 15 < TQI < 25, 25<TQI≤40 dan >40 TQI, jika parameter skilu 3 mm dihitung maka batas kategori >50[8]. TQI ini tidak mempunyai satuan,
karena walaupun merupakan hasil penjumlahan dari satuan yang sama (mm) tetapi vektomya berbeda. Standar nilai TQI yang digunakan PT. Kereta Api Indonesia (Persero). 2.2 Track quality indeks (TQI)
Dihitung menggunakan standar deviasi dari nilai masing- masing segmen standar deviasi yaitu:
𝑠 = ² ² . (1)
dengan : s = nilai standar deviasi Σxi² = jumlah nilai x dikuadratkan n = jumlah data, maka TQI = Standar deviasi x TQI Multiplier
Nilai  TQI  diperoleh  dengan  cara  mencari  nilai standar  deviasi  yang  terjadi  pada  masing-masing  segment. Satu segmen mempunyai 11 (sebelas) record yang mewakili parameter  pertinggian, angkatan,  listringan,  dan  lebar spur. Satu record mewakili kerusakan sepanjang 40 meter.

## 3. Pengukuran Kondisi Eksisting
Tahap  pengukuran  pada  kondisi  eksisting  dapat dilakukan setelah mendapatkan hasil dari nilai analisa Track Quality Index (TQI) dengan nilai kategori jelek. Pada lokasi terjelek akan dilakukan pengukuran kondisi geometri dengan bantuan alat ukur manual yang dapat mengukur beda tinggi dan  jarak.  Dari  hasil  pengukuran  manual  akan  didapatkan nilai parameter lebar spur eksisting dan pertinggian eksisting. Untuk parameter listringan dan angkatan dengan mengamati benang setiap 5 bantalan / 4 meter form. metode survey dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1 . Form Survey Kondisi Eksisting

## 4. Penentuan Kelas Jalan
Pada penentuan kelas membutuhkan data sekunder yang di dapatkan dari PT. Kereta Api Indonesia Daerah Operasi 8 Surabaya yaitu: grafik perjalanan kereta api/daftar kereta api yang  melintas  pada  ruas  Surabaya  –  Mojokerto,  susunan kereta serta berat gerbong yang melintas
Daya  angkut  lintas  jalan  rel  dapat  dinyatakan  dengan persamaan: Beban Lintas (Pd) = (T1) + (Tb) (2) Dimana: Pd = Beban Lintas Harian Kereta Api (ton) Tb = Tonase barang dan gerbong harian (ton) Tp = Tonase penumpang dan kereta harian (ton) Untuk  menghitung  daya  angkut  lintas,  PT  Kereta  Api Indonesia (Persero) menggunakan persamaan: T = 360 x S x TE (3) TE = Tp + (Kb x Tb) +( K1 x T1) (4) Dimana: T = Kapasitas angkut lintas (ton/tahun), T E = Tonase ekivalen (ton/hari), T p = Tonase penumpang dan kereta harian, T b = Tonase barang dan gerbong harian, T 1 = Tonase Lokomotif harian, S = Koefisien yang besarnya bergantung pada kualitas lintas, yaitu:
S = 1,1 untuk lintas dengan kereta penumpang dengan kecepatan maksimum 120 km/jam
S = 1,0 untuk lintas tanpa kereta penumpang
Kb = Koefisien yang besarnya bergantung pada beban gandar, yaitu: K b = 1,5 untuk beban gandar < 18 ton Kb
= 1,3 untuk beban gandar > 18 ton K1 = Koefisien yang besarnya ditentukan sebesar 1,4[9] Berdasarkan  hasil  perhitungan  pada  persamaan  3  maka didapatkan  nilai  kapisitas  angkut  lintas  dalam  satuan (ton/tahun) yang dapat di konversikan pada tabel kelas jalan Peraturan  Menteri  Perhubungan  No.  60  Tahun  2012. Jadi menurut  PM.60  Tahun  2012  Kelas  Jalan  (Tabel  2.6)  daya angkut  lintas  Surabaya  -  Mojokerto  adalah  18.254.753 Ton/tahun  masuk  dalam Kelas  Jalan  2 (10  jt  -  20  jt  Ton/ Tahun)  maka  kecepatan  maksimum  yang  diijinkan  adalah 110 km/jam.

## 5. Permodelan Nonlinier dengan ABAQUS
Dari  hasil  nilai  geometri  berdasarkan Track  Quality Indeks (TQI)  maka  dapat  di  modelkan  bentuk  jalan  kereta dengan  program  bantu  ABAQUS  dalam  satu  segmen  3  m’ sesuai dengan pengecekan dilapangan. permodelan pada KM 18+000 lintas Surabaya – Mojokerto. Input properti material pada  ABAQUS  didekati  dengan  persamaan  empiris. Persamaan empiris digunakan untuk menentukan hubungan tegangan leleh terhadap  regangan plastis pada  tekan beton, tarik  beton,  dan  tarik  baja  tulangan.  Perilaku  plastis  beton ditentukan dengan Concrete Damaged Plasticity (CDP) pada ABAQUS. Input material beton pada ABAQUS terdiri dari elastic  behavior dan Concrete  Damage  Plasticity . Elastic behavior berisi input modulus elastisitas  dan poisson ratio [10].  model  konstutif  tekan  beton  menggunakan  kuat  tarik beton  54 Mpa ditunjukan pada Gambar 3 didekati dengan persamaan F sp = 0.32(F c ) 0.67 untuk beton no silica fume [11]. sedangkan  studi  tarik  tulangan  1400  Mpa  didekati  dengan persamaan mander [12].
Jika ɛ st ≤ ɛ y = σ st = E s. ɛ st (5)
Lokasi
Km/Hm 18 + 0000 18 + 0002 1 …..
…. 18 + 0008 18 + 0010 2 …..
…. 18 + 0016 18 + 0018 3 ….. ….
18 + 0024 18 + 0026 4 ….. …. 18 + 0032 18 + 0034 5 ….. …. 18 + 0040 Σlistringan L = R = L Listringan R No.B antal
Wawarisa Alnu Fistcar dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 18, Nomor 1, Februari (131-138) 134
ɛ y < ɛ st ≤ ɛ sh = σ st = F y (6) σ st = F u + (F y – F u ) ( ɛ ɛ ɛ ɛ ) P (7)
ɛ y < ɛ st ≤ ɛ u P = E sh ( ɛ ɛ ) (8)
Dimana 𝑓 𝑢 dan 𝑓 𝑦 adalah kuat tarik ultimit dan kuat tarik leleh. 𝜀 𝑠ℎ adalah  regangan  tarik  tulangan  saat  awal har- dening . 𝜀 𝑦 adalah regangan tegagan tarik tulangan pada saat leleh. 𝜀 𝑠 adalah regangan tarik tulangan. P adalah rasio strain hardening  modulus ke secant  modulus diantara  koordinat awal  dan  akhir  kurva strain  hardening [13] . pada  perilaku beton didefinisikan ke dalam plastisitas, perilaku tekan, dan tarik.  Perilaku  tekan  didefinisikan  ke  dalam  hubungan inelastic  strain-yield  stess tekan  dan inelastic  strain-yield stess tarik [14] seperti  yang disajikan pada Gambar 2 dan Gambar 3 .
Gambar 2. Kurva Inelastic Strain – Yield stress perilaku tekan F c = 54 MPa
Gambar  3. Kurva  Inelastic  Strain  –  Yield  stress  perilaku tearik F c = 54 MPa
Kurva perilaku tulangan didekati dengan persamaan mander yang  menggambarkan wire  prestressed =  1400  Mpa  yang dapat dilihat pada Gambar 4
Gambar  4. Kurva  strain  –  stress  perilaku  tarik  tulangan manual Fy = 1400 MPa.

## 6. Hasil dan Analisa
6.1 Perhitungan Nilai Track Quality Indeks (TQI)
Hasil perhitungan nilai track quality indeks (TQI) dengan standar perkeretaapian Indonesia menggunakan persamaan 1 yang bersumber dari data sekunder KA. Galunggung dengan data ukur pada tahun 2018. Contoh perhitungan dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Perhitungan parameter track quality indeks MP (km) M/4 X.Level Xi 2 18 18 0 1 -7.81 -7.6 40.575 37.569 - - - - 18 18 799 800 41.36 38.2 1710.65 1459.24 ΣX i 2 = - 931.33 1394144
= 867376
SD Pertinggian = = 13.50 Dari perhitungan seperti diatas nilai track quality indeks pada  parameter  pertinggian  di  STA  18+200  adalah  13.5. dengan  cara  yang  sama  didapatkan  juga  SD Angkatan = 11.88509,  SD Listringan =  6.1234,  SD Lebar  spur =  2,63508.  Dari semua hasil tersebut dijumlahkan maka didapatkan nilai TQI pada  KM  18-000  –  18+200.  Hasil  dari  nilai  track  quality indeks adalah per 200 m’ yaitu sebagai berikut:
TQI = SD angkatan + SD listringan + SD lebar sepur + SD pertinggian = 11,88509 + 6,12352 + 2,65085 + 13,500 = 33,80864.
Data sebaran nilai geometri per 25 cm’ yang di dapatkan adalah  dari  Direktorat  Jendral  Perkeretaapian  hanya  pada tahun 2018,  sedangkan  data output  dari EM-120  milik  PT. Kereta  Api  Indonesia  data  outputnya  langsung  keluar  nilai yang  sudah  menjadi  nilai  track  quality  indeks  per  200  m’ pada  pengukuran tahun 2019.  Hasil kedua  data tidak dapat dibandingkan karena sudah lintas tahun yang di gambarkan pada grafik Gambar 5.
Gambar 5. Nilai track quality indeks tahun 2018 dan 2019 pada lintas Surabaya – Mojokerto
𝛴𝑋𝑖 − (𝑋𝑖 ) 𝑛 𝑛 − 1 = 139143,70  − (867375,57) 800 800  − 1

## 6.2 Perhitungan beban eksisting
Gaya  dinamis  timbul  dari  Akibat  dari  beban  dinamik kereta  api,  maka  timbul  faktor  dinamik.  Untuk mentranformasi  gaya  statis  ke  gaya  dinamis  digunakan Persamaan Eisenmann DAF = 1 + t .φ (1 + (V-60) / 140 )[15] dan  persamaan Talbot [16].  Dari  perhitungan passing tonnage lintas  Surabaya  –  Mojokerto  adalah  18.254.753 Ton/tahun  masuk  dalam Kelas  Jalan  2 maka  kecepatan masimum ijin adalah 110 km/jam, V rencana = 1.25 x V.max, maka 137,5 Km/jam.
Pd =
=
= = = = 16241 Kg / 16.241 Ton Distribusi  pembebanan  seperti  pada Tabel  2 dan  diilustra- sikan pada Gambar 6.
Gambar 6. Ilustrasi letak distribusi pembebanan Pada  pengukuran  manual  disesuaikan  dengan  distribusi beban  yaitu  3  meteran  yang digunakan  sebagai  dasar  letak geometri pada perhitungan Finite Elemen Metode.
Tabel 2. Sebaran pembebanan
Akibat Distribusi Beban Aksial B1 B2 B3 B4 B5 B6 P d1 23% 40% 23% 7% 0% 0% P d2 0% 7% 23% 40% 23% 7% P d3 0% 0% 0% 7% 23% 40% Total 23% 47% 46% 54% 46% 47% Beban (Kg) 3897 7962 7793 9148 7793 7962

## 6.3 Hasil perilaku bantalan sesuai nilai TQI
Untuk  mengetahui  perilaku  struktur  atas  yaitu  pada bantalan  beton,  tulangan,  dan  rel,  analisa  struktur  harus dilakukan pada setiap modul pengukuran geometri yaitu 3 m’ (6  Bantalan)  dengan  beban  yang  sudah  di  jelaskan  pada Tabel 2 yang dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Pembebanan dan tumpuan pada segmen 3 meter
Tetapi karena keterbatasan perangkat lunak untuk student version ABAQUS maksimum peningkatan (Increment Step adalah 10.000) maka permodelan harus di pecah pada setiap bantalan yang di dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8 Pembebanan dan tumpuan pada 1 bantalan
Pada penelitian ini tidak semua jenis tanah di pakai dalam simulasi perhitungan Finite Elemen Method (FEM). Karena pada  PM.  60  Tahun  2012  persyaratan  tanah  dasar  harus mempunyai nilai CBR > 6%, serta mempunyai kepadatan 95 % maka di pilih 3 jenis tanah yang di jadikan sampel yaitu sebagai berikut:
1.  Tanah bagus (Sand dense) = 128.000 Kn/m³ 2.  Tanah sedang (silty sand) = 48.000 Kn/m³ 3.  Tanah jelek (Clay) = 24.000 Kn/m³[17].
Untuk  besar  momen  yang  bekerja  di  ilustrasikan  pada Gambar 10 besarnya P =16.241 Kg, dengan ilustrasi kereta jenis CC.201 (Hasil persamaan Talbot) Gambar 9 , beban di dapatkan  dari  passing  tonnage  pada  lintas  Surabaya  – Mojokerto.  Dari  hasil  distribusi  beban  aksial  pada  setiap bantalan  yang  di  sajikan  pada Tabel  2 di  dapatkan  beban maksimum  adalah  pada  bantalan  kode  B4  yaitu  54% Pdinamis = 0.54 x 16.241 = 9.148 Kg, sedangkan besarnya P lateral dihitung menurut momen maksimum yang bekerja.
Ps [1+0.01( .
.
- 5)]
9000 [1+0.01( .
. - 5)] 9000 [1+0.01( 88.225606)]
9000 [1+0.88225606] 9000 [1.88225606] B1 B2 B3 B4 B5
Wawarisa Alnu Fistcar dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 18, Nomor 1, Februari (131-138) 136
Gambar 9a. Ilustrasi perletakan flange lokomotif C - C
Gambar 9b. Momen yang bekerja akibat penyimpangan TQI
Dari  adanya  perbedaan  penyimpangan  sebesar  (∆)  mm pada  arah  vertikal  maupun  horizontal  pada  setiap  kategori penyimpangan TQI maka P lateral yang bekerja pada kepala rel berbeda. Nilai ∆ didapatkan dari masing - masing penyim- pangan  yaitu:  arah  vertikal  =  angkatan  dan  pertinggian, sedangkan  arah  horizontal  =  listringan  dan  lebar  spoor. Contoh  perhitungan  momen  pada  nilai  pentimpangan  kate- gori 3 dengan nilai maximum penyimpangan 25 < TQI < 40 mm sebagai berikut:
∑M = 0 M 1 = P1.∆1 + P2.∆2 M 1 TQI 3 = 9.148 x 9 + 9.148 x 10
= 173.812 Kg.mm
Maka  pada  kondisi  penyimpangan  kategori  di  inputkan P lateral sebesar  173.812  Kg.mm.  Untuk  tumpuan  model menggunakan variasi Spring modulus of subgrade reaction . Gambar 10 adalah hasil analisa tegangan program dengan kondisi tanah bagus pada kondisi penyimpangan kategori 3, Gambar 11 adalah hasil analisa tegangan program dengan kondisi tanah sedang pada kondisi penyimpangan kategori 3 dan Gambar  12 adalah  hasil  analisa  tegangan  program dengan  kondisi  tanah  jelek  pada  kondisi  penyimpangan kategori 3.
Kelemahan  program  adalah  satuan  harus  menentukan sendiri, input beban adalah dalam satuan berat yaitu Kg dan input panjang dengan satuan panjang cm. agar satuan sama dengan batas maksimum maka hasil harus di konfersi dalam MPa (megapascal) yaitu sebesar 10.1937.
Hasil  analisa  program  tegangan  tarik  ( tensile  stress )  = 0.5331  x  10.1937  =  5.436  MPa  dan  tegangan  tekan (compressive stress) = 2.475 x 10.1937 = 24.221 MPa. Dari hasil  analisa  maka  beton  melewati  batas  tarik  beton  mutu normal  (no  silica  foam)  yaitu  sebesar  0.32  F C 0.67 =  0.32  x 54 0.67 =  4.633  MPa.  Tetapi  masih  dapat  menumpu  beban tekan karena hasil analisa tegangan tekan kurang dari 0.85F c = 45.9 MPa.
Gambar 10 Perilaku beton pada kondisi tanah bagus ( Sand dense )  dengan  nilai  spring  128.000  Kn/m 3 dengan  nilai penyimpangan TQI kategori 3.
Gambar 11 Perilaku beton pada kondisi tanah sedang ( Silty sand )  dengan  nilai  spring  48.000  Kn/m 3 dengan  nilai penyimpangan TQI kategori 3
Hasil dari kondisi tanah sedang pada penyimpangan TQI kategori 3 adalah tensile stress = 5.544 MPa dan compressive stress = 24.847 MPa.
Hasil  dari  kondisi  tanah  jelek  pada  penyimpangan  TQI kategori 3 adalah tensile stress = 6.112 MPa dan compressive stress = 25.628 MPa. Dari hasil analisa pada penyimpangan TQI  kategori  3  pada  ketiga  kondisi  tanah  hasil  maksimum tegangan  tekan  adalah  =  26.626  MPa<  45.9  MPa  dan tegangan tarik = 6.112 MPa > 4.632 MPa, maka pada kondisi TQI  3  bantalan  beton tidak mampu menahan  gaya  tarik yang  disebabkan  oleh  momen  yang  bekerja  akibat penyimpangan  kategori  3  di  buktikan  dengan  hasil  diatas. Dari  hasil  analisa  yang  diakibatkan  penyimpangan  pada kategori  3  atau  25  –  40  mm,  bantalan  sudah  tidak  bisa menahan  beban  tarik  yang  bekerja  dengan  kondisi  beban maksimum  =  9148  Kg  yaitu  pada  bantalan  nomor  4. Pengukuran nilai TQI dilapangan berjumlah 5 buah bantalan (3  meter)  mengacu  pada  penelitian  distribusi  pembebanan yaitu sebesar 7%, 23%, 40%, 23, 7 % [15]. Dalam simulasi distribusi beban menggunakan stamformasi roda CC.  Hasil simulasi finite  elemen  method sesuai  dengan  beban  (P aksial ) yang bekerja pada masing – masing bantalan. Hasil tegangan tekan (compressive  stress) dapat  dilihat  pada Gambar  13 , serta hasil tegangan tarik ( tensile  stress )  dapat  dilihat pada Gambar 14.
Gambar 12 Perilaku beton pada kondisi tanah jelek ( Clay ) dengan  nilai  spring  24.000  Kn/m 3 dengan  nilai  penyim- pangan TQI kategori 3.
Gambar  13. Hasil  analisa  tegangan  tekan  ( Compresive stress ) pada setiap kondisi dengan nilai penyimpangan 25 – 40 mm.
Gambar 14. Hasil analisa tegangan tarik ( tensile stress ) pada setiap kondisi dengan nilai penyimpangan 25 – 40 mm.

## 7. Kesimpulan dan Saran
Perilaku bantalan beton pada kondisi penyimpangan TQI kategori 3 (25 < TQI < 40 mm) beton tidak dapat menumpu beban  tarik  yang  bekerja  pada  kondisi  beban  maksimum sebesar  9148  Kg,  karena  ada  penambahan  momen  yang diakibakan penyimpangan geometri sebesar 173812 kg.mm. Hasil  tegangan  tarik  ( tensile  stress )  =  6.112  MPa  >  4.633 MPa lebih besar dari batas tarik yang disyaratkan, sedangkan tegangan  tekan  ( compresive  stress )  =  25.626  MPa  <  45.9 MPa,  masih  memenuhi  batas  tekan  dari  beton  54  MPa. Kesimpulan yang dapat ditarik dari penelitian ini adalah pada kondisi kategori 3 (25 < TQI < 40 mm) terdapat simulasi FEA beton  tidak  dapat  menahan  gaya  tarik  yang  bekerja,  maka
disarankan  nilai  penyimpangan  geometri  sebaiknya  pada kondisi > 25 mm atau minimal pada kondisi kategori 2. Serta diperlukannya  inovasi  batalan  beton  yang  lebih  kuat menahan gaya tarik seperti beton ECC, beton daktail dsb.

## Daftar Pustaka
[1] A. Umbu, T. Amah, F. Pasila, And I. Budiono, “Simu- lasi  Sistem  Penjadwalan  Kereta :  Studi  Kasus  Daop VIII Jawa Timur,” Pp. 101–106, 2013.
[2] R. Ravitharan, A. Labrooy, H. Widyastuti, And W. K. Chiu,  “Rail  Infrastructure  In  Port  City  -  Surabaya, Indonesia,” Procedia  Eng. ,  Vol.  188,  Pp.  486–492, 2017.
[3] A.  Lasisi  And  N.  Attoh-Okine,  “Principal  Compo- nents Analysis And Track Quality Index: A Machine Learning  Approach,” Transp.  Res.  Part  C  Emerg. Technol. ,  Vol.  91,  No.  March  2018,  Pp.  230–248, 2018.
[4] D.  Rayhana,  Ayi  &  Parikesit,  “Perencanaan  Pemeli- haraan Jalan Reldaop Vi Yogyakarta,” Pros. Simp. Ii – Uniid 2017 , No. September, Pp. 978–979, 2017.
[5] R. Setiwan, “Track Quality Index As Track Quality,” Simp. Xix Fstpt, Univ. Islam Indones. 11-13 Oktober 2016 Consid. , No. July, 2017.
[6] D. Purwanto, “Pengujian Bantalan Beton Untuk Track Jalan  Kereta  Api  Sepur  1435  Mm  Menggunakan Standar Uji Arema,” Pp. 11–18, 2008.
[7] R. Puspasari, Dwi & Djamaludin, “Kajian Kapasitas Lentur Dudukan Bantalan Rel Kereta Type Bt25 S35
E36,” 2016.
[8] W.  Kurniawan,  “Tinjauan  Volume  Pemeliharaan
Tahunan  Jalan  Rel  Berdasarkan  (Tqi),” J.  Rekayasa
Sipil  Astonjadro ,  Vol.  4,  No.  1067  Mm,  Pp.  1–17,
2015.
[9] F. H. Jaya, “Evaluasi Struktur Atas Komponen Jalan Rel  Berdasarkan  Passing  Tonnage  (  Studi  Kasus : Jalan  Rel  Lintas  Tanjung  Karang  –  Bekri  ),” Tapak Vol. 8 No. 1 , Vol. 8, No. 1, Pp. 33–45, 2018.
[10]  F. Rezaie,  M. Bayat A., And  S. M. Farnam, “Sensi- tivity Analysis Of Pre-Stressed Concrete Sleepers For Longitudinal  Crack  Prorogation  Effective  Factors,” Eng. Fail. Anal. , Vol. 66, Pp. 385–397, 2016.
[11]  M. M. Attard And S. Setunge, “Stress-Strain Relation- ship  Of  Confined  And  Unconfined  Concrete,” Aci Mater. J. , Vol. 93, No. 5, Pp. 432–442, 1996.
[12]  J. B. Mander, Seismic Desain Of Bridge Piers . 1983.
[13]  S.  Kaewunruen,  C.  Ngamkhanong,  And  C.  H.  Lim, “Damage And Failure Modes Of Railway Prestressed Concrete Sleepers With Holes/Web Openings Subject To  Impact  Loading  Conditions,” Eng.  Struct. ,  Vol.
Wawarisa Alnu Fistcar dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 18, Nomor 1, Februari (131-138) 138
176, No. March, Pp. 840–848, 2018.
[14]  M. A. Rofiq, H. Alrasyid, D. Iranata, And D. Irawan, “Prediksi  Perilaku  Lentur  Kolom  Beton  Bertulang Mutu Tinggi Terhadap Kombinasi Beban Perpindahan Monotonik  Dan  Aksial  Rendah,” J.  Apl.  Tek.  Sipil , Vol. 17, No. 1, P. 43, 2019.
[15]  B.  Muthohar,  Imam  &  Santoso,  “Analisis  Distribusi Beban  Kereta  Api  Pada  Konstruksi  Timbunan  Jalur Kereta  Api,” 18th  FSTPT  Int.  Symp.  Unila,  Bandar
Lampung, August 28th, 2015 , pp. 1418–1431, 2015.
[16]  H.  Panjaitan  and  Sembiring,  “Evaluasi  Komponen Jalan Rel Berdasarkan Passing Tonnage Dan Analisis Kebutuhan Pemeliharaan Tahunan Jalan Rel Dengan Analisa Jo Tahun 2011,” J. Tek. Sipil ITP Vol. 4 No.2 Juli 2017 , vol. 2011, 2011.
[17]  J. E. Bowles, Foundation Analysis and Design Fifth
Edition , vol. 20, no. 3. 1997.