## KAJIAN UMUR JALAN REL BERDASARKAN KEAUSAN DENGAN METODE DARI AREA DAN PERJANA

## Wahyu Tamtomo Adi, Email : tamtomo@ppi.ac.id
Program Studi Teknologi Bangunan dan Jalur Perkeretaapian , , Politeknik Perkeretaapian Indonesia Madiun

## ABSTRAK
Penentuan usia layan rel merupakan hal yang penting untuk dilakukan untuk menghindari terjadinya kerusakan rel  yang  fatal.  Estimasi  usia  layan  komponen  rel  dapat  ditinjau  berdasarkan  faktor  keausan.  Tulisan  ini mencoba menghitung dan membandingkan usia layan rel berdasarkan rumus perhitungan keausan rel dengan metode  AREMA  yang  menggunakan  formula  empiris  dari  Hay  dan  menggunakan  metode  PT  KAI.  Hasil menunjukkan nilai yang bervariasi untuk berbagai koridor yang ada pada lintas wilayah operasi Madiun, sesuai dengan spesifikasi jalan rel, beban lintas, dan geometri jalan rel. Namun demikian, perbandingan terhadap kondisi eksisting jalan rel belum bisa dilakukan karena adanya keterbatasan data hasil pengujian terhadap jalan rel yang dioperasikan.

## Kata Kunci: jalan rel, keausan, umur jalanrel, AREA, PERJANA

## ABSTRACT
Determination of the service life of rails is important to do in order to avoid fatal damage. The estimated service life of components can be reviewed based on wear factors. This paper tries to calculate and compare the service life based on the formula for calculating the wear of the rail with the AREMA method that uses the empirical  formula  from  Hay  and  uses  the  PT  KAI  method.  The  results  show  varying  values  for  existing crossings  in  the  Madiun  operating  area,  according  to  railroad  specifications,  cross  loads,  and  railroad geometry. However, it is not possible to oppose the existing road conditions because there are limited data on the results of testing of the railroad being operated.

## Keywords: railtrack, wear and tear, road age, AREA, PERJANA

## 1 PENDAHULUAN

## 1.1 Latar Belakang
Jalan  rel  adalah  satu  kesatuan  konstruksi  yang terbuat  dari  baja,  beton,  atau  konstruksi  lain  yang terletak di permukaan, di bawah, dan di atas tanah atau  bergantung  beserta  perangkatnya  yang mengarahkan  jalannya  kereta  (UU  No.  23  tahun 2007).  Jalan  rel  terdiri  dari  komponen  jalan  rel, yaitu: rel, bantalan, alat penambat, balas, subbalas, dan subgrade. Setiap komponen jalan rel memiliki fungsi untuk menerima dan mendistribusikan beban roda kereta api yang melintasinya ke komponen lain di bawahnya.  Selama masa layannya, jalan rel akan terus  menerima  beban  roda  kereta  api  yang menyebabkan  komponen  jalan  rel  mengalami degradasi bentuk dan penurunan kekuatan terhadap fungsi  waktu.  Sehingga,  komponen  jalan  rel  akan membutuhkan  perawatan  yang  merupakan  upaya
untuk mempertahankan keandalan jalan rel dan laik operasi jalan.
Usia  layan  jalan  rel  sangat  dipengaruhi  oleh beberapa  faktor  seperti  kekuatan  material komponen  jalan  rel,  kelas  layan  jalan  rel,  dan geometri  jalan  rel.  Faktor-faktor  tersebut menyebabkan  jenis  perawatan  yang  dibutuhkan pada setiap bagian lintas jalan rel tidak selalu sama. Hal  ini  membuat  penjadwalan  perawatan jalan rel manjadi  tidak  mudah.  Salah  satu  solusi  untuk memudahkan  penjadwalan  perawatan  jalan  rel adalah  dengan  melakukan  perhitungan  usia  layan setiap  komponen  jalan  rel.  Dengan  demikian, jadwal  perawatan,  estimasi  biaya  perawatan,  dan waktu  penggantian  komponen  jalan  rel  dapat diperkirakan dan ditentukan sejak dini.
Salah  satu  komponen  jalan  rel  yang  sering  kali mengalami  kerusakan  adalah  rel.  Rel  merupakan
salah  satu  komponen  jalan  rel  yang  berfungsi sebagai permukaan tempat perpindahan roda kereta sehingga memiliki bidang kontak langsung dengan roda  kereta  api.  Hal  ini  menyebabkan  rel  mudah mengalami  kerusakan  seperti  bergelombang,  aus, retak,  hingga  patah.  Kerusakan  rel  dapat menyebabkan  terjadinya  kereta  anjlok  yang membahayakan  perjalanan  kereta  api.  Sehingga, penentuan  usia  layan  rel  merupakan  hal  yang penting  untuk  dilakukan  untuk  menghindari terjadinya  kerusakan  rel  yang  fatal.  Estimasi  usia layan  komponen  rel  dapat  ditinjau  berdasarkan faktor keausan dan kelelahan material.

## 1.2 Tujuan
Tujuan  dilakukan  penelitian  ini  adalah  sebagai berikut:
a. Mengidentifikasi berbagai karakteristik rel (jalur  lurus,  jalur  lengkung,  radius lengkung, dsb) pada DAOP 7 Madiun;
b. Memperkirakan umur layan komponen rel pada DAOP 7 Madiun;
c. Melakukan  perbandingan  umur  layan terhadap  kondisi  komponen  rel  pada  pada DAOP 7 Madiun.

## 2 METODE PENELITIAN

## 2.1 Digram Alir Penelitian
Penelitian  ini  dilaksankaan  dengan  mengikuti skema  sebagaimana  pada  diagram  alir  penelitian (flowchart) berikut:

## Gambar 1 Diagram alir penelitian

## 2.2 Metode Perhitungan Umur Rel AREA
Metode  Perhitungan  yang  digunakan  oleh  AREA didasarkan para persamaan empiris yang diberikan oleh  Hay  (1982).  Hay  memberikan  konstanta  K untuk  menghitung  umur  layan  rel.  Nilai  K dipengaruhi  oleh jari-jari lengkung  dan  perawatan pelumasan  rel.  Tabel  2.1  menampilkan  nilai  K berdasarkan  Hay  (1982).  Berdasarkan  tabel tersebut,  nilai  K  pada  rel  yang  tidak  diberi perawatan  berupa  pelumasan  lebih  kecil  daripada rel  dengan  perawatan  pelumasan.  Selain  itu, semakin  kecil  jari-jari  lengkung  jalan  rel,  maka
semakin  kecil  nilai  K.  Semakin  kecil  nilai  K, mengindikasikan  bahwa  umur  layan  rel  semakin singkat.
Tabel 1 Hubungan antara jari-jari lengkung jalan rel terhadap nilai K (Hay, 1982)
Jari – jari lengkung Perbandingan dengan umur jalan lurus Tanpa pelumasan Dengan pelumasan* ∞ - 3500 1 1
Jari – jari lengkung Perbandingan dengan umur jalan lurus Tanpa pelumasan Dengan pelumasan* 3500 – 1165 0,87 1 1165 – 700 0,74 0,88 700 – 500 0,61 0,73 500 – 390 0,49 0,70 390 - 320 0,38 0,62 320 - 270 0,30 0,55 270 - 230 0,22 0,48 230 - 200 0,16 0,44 200 - 285 0,12 0,40 < 185 0,10 0,37
*Dengan  menggunakan  pelumasan  secara
mekanistik dari kereta ke kepala rel
Pada  jalan  rel  yang  baru,  faktor  umur  layan  rel direduksi  dengan  koefisien  0,9538.  Perhitungan koefisien  reduksi  umur  jalan  rel  kumulatif ditampilkan dalam persamaan 2.1.
K rata2 = ∑ ∑ ......................................................... (2.1)
Dimana:
K = konstanta reduksi umur rel L = panjang rel
Setelah  nilai  koefisien  reduksi  umur  jalan  rel kumulatif diketahui, dilanjutkan dengan perhitungan  nilai  T  seperti  pada  persamaan  2.2. Kemudian  umur  rel  ditentukan  berdasarkan persamaan 2.3.
T = K rata2 .W.D 0,565 ............................................. (2.2)
U =   ................................................................. (2.3)
Dimana:
T = daya angkut lintas
K rata2 = konstanta reduksi rata-rata
W = berat jalan rel
D
= kepadatan lalu lintas jalan rel (MGT)

## 2.3 Metode Perhitungan Umur Rel PERJANA
Dalam  Perawatan  Jalan  Berencana  yang  disusun oleh PT. KAI, dijelaskan bahwa umur rel pada jalan lurus  umumnya  lebih  dari  40  tahun,  bahkan mencapai  60  tahun.  Tetapi  umumnya  umur  rel ditentukan  40  tahun.  Umur  rel  ditentukan berdasarkan persamaan (2.5).
Umur = BBUR + ( )   ( ) ( ) Dengan: TT = Tonase tahunan
BAUR   = Batas atas umur rel BBUR  = Batas bawah umur rel BATT   = Batas atas tonase tahunan BBTT   = Batas bawah tonase tahunan

## 2.4 Analisis Data
Analisa data dimulai dari identifikasi karakteristik jalan rel di salah satu lintas yang ada di DAOP 7, setelah  dilakukan  perhitungan  jumlah  dan  kondisi jalan rel, dilakukan perhitungan usia layan dengan menggunakan  Metode  Hay  dan  Metode  PT  KAI. Dari  hasil  perhitungan  usia  layan  tersebut  akan dilihat usia layan mana yang lebih singkat, sehingga menjadi  usia  layan  kritis.  Hasil  usia  layan  kritis akan dibandingkan dengan hasil pengujian jalan rel yang didapatkan dari data sekunder.

## 3 HASIL

## 3.1 Identifikasi Jalan Rel
Identifikasi jalan rel dilakukan dengan melihat peta jalan  rel.  Berdasarkan  Gambar  berikut,  jalan  rel yang  ada  wilayah  operasi  DAOP  7  Telah dioperasikan sejak tahun 1881 sampai 1884.

## Gambar 1 Peta Jalur Rel DAOP 7
Daerah Operasi 7 mengoperasikan kereta api untuk 2 lintas, yaitu Lintas Surabaya - Solo (SBY-SLO) dan Bangil - Kertosono (BG-KTS). Daerah Operasi ini terdiri dari 7 (tujuh) koridor yaitu:
a. Koridor  1,  yaitu  Stasiun  Walikukun  (WK) hingga Stasiun Madiun (MN)
b. Koridor  2,  yaitu  Stasiun  Babadan  (BBD) hingga Stasiun Kertosono (KTS)
c. Koridor  3,  yaitu  Stasiun  Sembung  (SMB) hingga Stasiun Jombang (JG)
d. Koridor  4,  yaitu  Stasiun  Peterongan  (PTR) hingga Stasiun Curahmalang (CRM)
e. Koridor  5,  yaitu  Stasiun  Purwosari  (PWA) hingga Stasiun Kediri (KD)
f. Koridor 6, yaitu Stasiun Ngadiluwih (NDL) hingga Stasiun Tulungagung (TA)
g. Koridor  7,  yaitu  Stasiun  Sumbergempol (SBL) hingga Stasiun Rejotangan (RJ)
Wilayah  yang  dioperasikan  meliputi  Stasiun Walikukun hingga Stasiun Rejotangan dengan jalan rel  sepanjang  262  Km  dan  umumnya  bertipe  54 yang terbuat dari beton. Kecepatan yang disarankan dari Koridor 1 hingga Koridor 4 adalah 95 Km/jam. Sedangkan pada Koridor 5 adalah 60 Km/jam, dan pada Koridor 6 serta Koridor 7 adalah 75 Km/jam.

## Gambar 2 Panjang Lintas DAOP 7 Madiun
Gambar  di  atas  menunjukkan  bahwa  3  jenis  rel masih digunakan di DAOP 7 Madiun, diantaranya
R54 sepanjang 183,8 km, R42 sepanjang 42,7 km dan R33 sepanjang 10,3 km.
Gambar 3 GIS Data Jalur KA di DAOP 7 Madiun
Identifikasi  data  jalur  rel  melalui  data  sekunder dapat dilakukan melalui berbagai website berbasis
aplikasi GIS yang dibuat oleh praktisi dibidang GIS. Salah  satu  yang  dapat  diakses  adalah  Peta  Jalur Kereta Api Jawa yang menampilkan berbagai data
jalur  rel  seperti  stasiun,  jalur  rel,  profil  rel,  profil bantalan serta panjang jalur kereta api, sebagaimana pada gambar berikut.

## 3.2 Umur Rel dengan Metode AREA
Untuk menggunakan rumus di atas, perlu dihitung berapa Panjang jalan rel untuk setiap petak jalan rel dan  radius  untuk  setiap  lengkung  yang  ada.  Pada atas  menunjukkan  jumlah  data  sembilan  Resort yang  ada  di  DAOP  7,  masing-masing  resort mengelola jalan rel yang terdiri dari jalur lurus dan jalur  lengkung,  informasi  lengkung  diberikan
berupa informasi radius, awal dan akhir lengkung, panjang  lengkung,  kecepatan  maksimal,  serta kecepatan  rencana  dan  keterangan  arah  masing- masing  lengkung.  Data  ini  diperlukan  untuk menghitung umur rel dengan menggunakan metode AREA.
Contoh perhitungan ini menggunakan data jalan rel Lintas  Surabaya  –  Solo,  Koridor  Kertosono  – Madiun,  (Resort  7.4)  dari  Stasiun  Wilangan  pada KM 137+852 sampai dengan Stasiun Madiun pada km  165+783.  Pada  Petak  jalan  ini  rel  yang digunakan adalah Rel R54.

## Tabel
No.  Lintas DAOP 7 Nomor lengkung Radius lengkung (m) Letak  KM awal (m) Letak  KM akhir (m) Panjang (m) 12b  Wilangan - Saradan 137+852 141+063 2485 1 950.00 139+925 140+478 553 2 2025.00 140+507 140+681 173 13  Saradan - Caruban 137+852 149+569 11312 3 4000.00 141+284 141+389 105 4 4000.00 141+491 141+596 105 5 4000.00 145+145 145+340 195 14  Caruban - Babadan 149+569 157+889 7831 7 1750.00 149+587 149+694 107 8 875.00 149+812 150+194 382 15  Babadan - Madiun 157+889 165+783 7400 9 960.00 164+599 165+093 494 28657
Langkah 1 Perhitungan Nilai K
Berdasarkan Tabel di atas, dengan mengasumsikan pada saat proses pembangunan digunakan rel baru dengan  nilai  K  =  0.9538,  dan  tidak  semua  jalur lurus, jalur yang lengkung akan mendapatkan factor reduksi berdasarkan tabel Hay, maka perhitungan K dilakukan dengan cara sebagai berikut:
K 1 = 2485 m jalur lurus × 0.9538 × 1 (Tabel) = 2370.10
K  2  =  553  m  (lengkung  R950)  ×  0.9538  ×  0.74 (Tabel) =390.10 K 3 = 173 m (lengkung R2025) × 0.9538 × 0.87 × 1 (Tabel) = 143.74 K 4 = 11312 m jalur lurus × 0.9538 × 1 (Tabel) = 10789.28 K 5 = 105 m (lengkung R4000) × 0.9538 × 1 (Tabel) = 99.88
K 6 = 105 m (lengkung R4000) × 0.9538 × 1 (Tabel)
= 99.88
K 7 = 195 m (lengkung R4000) × 0.9538 × 1 (Tabel)
= 186.45
K 8 = 7831 m jalur lurus × 0.9538 × 1 (Tabel) = 7469.27
K  9  =  107  m  (lengkung  R1750)  ×  0.9538  ×  0.87 (Tabel) = 88.71
K  10  =  382  m  (lengkung  R875)  ×  0.9538  ×  0.74 (Tabel) = 269.63
K 11= 7400 m jalur lurus × 0.9538 × 1 (Tabel) = 7058.12
K  12  =  494  m  (lengkung  R960)  ×  0.9538  ×  0.74 (Tabel) = 348.67 K=(Total Nilai K)/(Total Jarak) =26944/28657=0.942
Langkah 2: Perhitungan Nilai W W  =  Berat  rel  (lb/yard),  dimana  1  lb/yd  =  0,496 kg/m.
Pada jalur ini digunakan R54 sehingga nilai W = 54 kg/m / 0,496 = 108,87 lbs/yd.
Langkah 3: Perhitungan Nilai D (Tonase) D = Daya angkut lintas (juta ton/tahun atau million gross tons, MGT), dimana 1 MGT = 0,909 juta ton. Daya  angkut  lintas  (T)  adalah  jumlah  angkutan anggapan    yang    melewati    suatu    lintas  dalam jangka waktu satu tahun.
T = 360 × S × TE TE = Tp + (Kb × Tb) + (K1 × T1) dimana,
TE = tonase ekivalen (ton/hari) Tp = tonase penumpang dan kereta harian Tb = tonase barang dan gerbong harian T1 = tonase lokomotif harian S  =  koefisien  yang  besarnya  tergantung  kualitas lintas
= 1,1 untuk lintas dengan kereta penumpang dengan V maksimum 120 km/jam = 1,0 untuk lintas tanpa kereta penumpang K1 = Koefisien yang besarnya 1,4 Kb  =  Koefisien  yang  besarnya  tergantung  pada beban gandar
(1,5 untuk gandar < 18 ton dan 1,3 untuk gandar > 18 ton).
Nama  kereta,  relasi,  dan  stamformasi  kereta  api yang beroperasi di DAOP 7 dapat dilihat pada tabel berikut, berdasarkan tabel tersebut dapat diketahui berapa jumlah kereta yang lewat dengan beban pada masing-masing  lokomotif  dan  rangkaian  kereta. Jenis kereta api yang melewati DAOP 7 Madiun dan frekuensinya pada tahun 2018.
Perhitungan Beban Lintas Tahunan disajikan pada tabel berikut: Tabel 2 Perhitungan Tonase Setiap Kereta No NAMA KA Frekuen si/ Tahun beban lokomo tif beban rangkai an kereta beban rangkaia n gerbong beban lintas lokomotif / Tahun beban lintas kereta/ Tahun beban lintas gerbon g/ Tahun Tonase Ekivalen , TE (juta ton/tahu n) 1 Argo Wilis 364 88 436 0 32032 15870 4 0 0.20 Argo Wilis 365 88 436 0 32120 15914 0 0 0.20 2 Gajayana 365 88 488 0 32120 17812 0 0 0.22 Gajayana 365 88 488 0 32120 17812 0 0 0.22 Gajayana Tambahan 31 88 488 0 2728 15128 0 0.02 Gajayana Tambahan 20 88 488 0 1760 9760 0 0.01 Gajayana Tambahan 11 88 488 0 968 5368 0 0.01 3 Bima 365 88 436 0 32120 15914 0 0 0.20 Bima 365 88 436 0 32120 15914 0 0 0.20 Bima Tambahan 1 88 436 0 88 436 0 0.00 4 Turangga 365 88 436 0 32120 15914 0 0 0.20 Turangga 365 88 436 0 32120 15914 0 0 0.20 5 Bangunkarta 365 88 428 0 32120 15622 0 0 0.20
No NAMA KA Frekuen si/ Tahun beban lokomo tif beban rangkai an kereta beban rangkaia n gerbong beban lintas lokomotif / Tahun beban lintas kereta/ Tahun beban lintas gerbon g/ Tahun Tonase Ekivalen , TE (juta ton/tahu n) Bangunkarta 364 88 428 0 32032 15579 2 0 0.20 6 Sancaka I 365 84 475 0 30660 17337 5 0 0.22 Sancaka I 364 84 475 0 30576 17290 0 0 0.22 7 Sancaka Ii 364 84 475 0 30576 17290 0 0 0.22 Sancaka Ii 364 84 475 0 30576 17290 0 0 0.22 Sancaka Tambahan 20 84 475 0 1680 9500 0 0.01 Sancaka Tambahan 15 84 475 0 1260 7125 0 0.01 Sancaka Tambahan 9 84 475 0 756 4275 0 0.01 Sancaka Tambahan 24 84 475 0 2016 11400 0 0.01 8 Malabar 365 88 461 0 32120 16826 5 0 0.21 Malabar 365 88 461 0 32120 16826 5 0 0.21 9 Malioboro Ekspres I 365 82 361 0 29930 13176 5 0 0.17 Malioboro Ekspres I 365 82 361 0 29930 13176 5 0 0.17 10  Malioboro Ekspres Ii 365 82 361 0 29930 13176 5 0 0.17 Malioboro Ekspres Ii 365 82 361 0 29930 13176 5 0 0.17 11  Ranggajati 364 88 447 0 32032 16270 8 0 0.21 Ranggajati 365 88 447 0 32120 16315 5 0 0.21 12  Mutiara Selatan 364 88 452 0 32032 16452 8 0 0.21 Mutiara Selatan 365 88 452 0 32120 16498 0 0 0.21 13  Jayakarta Premium 334 88 373 0 29392 12458 2 0 0.17 Jayakarta Premium 334 88 373 0 29392 12458 2 0 0.17 Jayakarta Premium 31 88 373 0 2728 11563 0 0.02 Jayakarta Premium 31 88 373 0 2728 11563 0 0.02 14  Wijaya Kusuma 82 375 0 0 0 0 0.00
No NAMA KA Frekuen si/ Tahun beban lokomo tif beban rangkai an kereta beban rangkaia n gerbong beban lintas lokomotif / Tahun beban lintas kereta/ Tahun beban lintas gerbon g/ Tahun Tonase Ekivalen , TE (juta ton/tahu n) 15  Singasari 334 84 443 0 28056 14796 2 0 0.19 Singasari 334 84 443 0 28056 14796 2 0 0.19 16  Matarmaja 365 82 384 0 29930 14016 0 0 0.18 Matarmaja 365 82 384 0 29930 14016 0 0 0.18 Matarmaja Tambahan 43 82 384 0 3526 16512 0 0.02 Matarmaja Tambahan 43 82 384 0 3526 16512 0 0.02 17  Gayabaru Malam Selatan 365 84 400 0 30660 14600 0 0 0.19 Gayabaru Malam Selatan 365 84 400 0 30660 14600 0 0 0.19 18  Brantas 365 82 400 0 29930 14600 0 0 0.19 Brantas 365 82 400 0 29930 14600 0 0 0.19 Brantas Tambahan 54 82 400 0 4428 21600 0 0.03 Brantas Tambahan 54 82 400 0 4428 21600 0 0.03 19  Pasundan 365 84 310 0 30660 11315 0 0 0.16 Pasundan 365 84 310 0 30660 11315 0 0 0.16 Pasundan Tambahan 39 84 310 0 3276 12090 0 0.02 Pasundan Tambahan 39 84 310 0 3276 12090 0 0.02 20  Kahuripan 365 84 258 0 30660 94170 0 0.14 Kahuripan 365 84 258 0 30660 94170 0 0.14 21  Logawa 364 82 347 0 29848 12630 8 0 0.17 Logawa 365 82 347 0 29930 12665 5 0 0.17 22  Sritanjung 365 82 347 0 29930 12665 5 0 0.17 Sritanjung 365 82 347 0 29930 12665 5 0 0.17 23  Dhoho 365 82 221 0 29930 80665 0 0.12 24  Dhoho 365 82 221 0 29930 80665 0 0.12 25  Dhoho 365 82 221 0 29930 80665 0 0.12 26  Dhoho 365 82 221 0 29930 80665 0 0.12 27  Dhoho 365 82 221 0 29930 80665 0 0.12 28  Dhoho 365 82 221 0 29930 80665 0 0.12 29  Dhoho 365 82 221 0 29930 80665 0 0.12
No NAMA KA Frekuen si/ Tahun beban lokomo tif beban rangkai an kereta beban rangkaia n gerbong beban lintas lokomotif / Tahun beban lintas kereta/ Tahun beban lintas gerbon g/ Tahun Tonase Ekivalen , TE (juta ton/tahu n) 30  Dhoho 365 82 221 0 29930 80665 0 0.12 31  Dhoho 365 82 221 0 29930 80665 0 0.12 32  Dhoho 365 82 221 0 29930 80665 0 0.12 33  Dhoho 365 82 221 0 29930 80665 0 0.12 34  Dhoho 365 82 221 0 29930 80665 0 0.12 35  Dhoho 365 82 221 0 29930 80665 0 0.12 36  Dhoho 365 82 221 0 29930 80665 0 0.12 37  Dhoho 365 82 221 0 29930 80665 0 0.12 38  Dhoho 365 82 221 0 29930 80665 0 0.12 39  Penataran 365 82 221 0 29930 80665 0 0.12 40  Penataran 365 82 221 0 29930 80665 0 0.12 41  Penataran 365 82 221 0 29930 80665 0 0.12 42  Penataran 365 82 221 0 29930 80665 0 0.12 43  Penataran 363 82 221 0 29766 80223 0 0.12 44  Penataran 365 82 221 0 29930 80665 0 0.12 45  Penataran 365 82 221 0 29930 80665 0 0.12 46  Penataran 365 82 221 0 29930 80665 0 0.12 47  Penataran 364 82 221 0 29848 80444 0 0.12 48  Ekonomi Lokal 364 82 221 0 29848 80444 0 0.12 49  Ekonomi Lokal 365 82 221 0 29930 80665 0 0.12 50  Ekonomi Lokal 365 82 221 0 29930 80665 0 0.12 51  Ekonomi Lokal 364 82 221 0 29848 80444 0 0.12 52  Bbm Rewulu 184 88 0 800 16192 0 14720 0 0.24 Bbm Rewulu 322 88 0 800 28336 0 25760 0 0.43 54  Bbm Rewulu Tambahan 155 88 0 400 13640 0 62000 0.11 Bbm Rewulu Tambahan 159 88 0 400 13992 0 63600 0.11 Bbm Rewulu Tambahan 8 88 0 400 704 0 3200 0.01 53  Bbm Beteng 319 88 0 800 28072 0 25520 0 0.42 Bbm Beteng 318 88 0 800 27984 0 25440 0 0.42 55  Bbm Beteng Tambahan 173 88 0 400 15224 0 69200 0.13 55  Bbm Beteng Tambahan 172 88 0 400 15136 0 68800 0.12
Tabel  di  atas  menunjukkan  perhitungan  beban kereta  yang  beroperasi  di  DAOP  7,  dengan frekuensi kereta menggunakan data lintas kereta api pada tahun 2018. Beban lokomotif dihitung sesuai dengan jenis lokomitif yang melayani operasi kereta api.  Beban  Rangkaian  kereta  merupakan penjumlahan  dari  seluruh  beban  kereta  angkutan penumpang  pada  stamformasi  kereta  yang beroperasi.  Beban  rangkaian  gerbong  merupakan penjumlahan dari seluruh beban rangkaian gerbong (angkutan  barang)  yang  beroperasi  di  DAOP  7 Madiun. Beban Lintas Lokomotif, rangkaian kereta, dan  rangkaian  gerbong  merupakan  perkalian  dari beban  harian  dengan  frekuensi  kereta  dalam  satu tahun.  Selanjutnya,  perhitungan  Tonase  Ekivalen
dalam/  TE  (dalam  juta  ton/  tahun)  dihitungan dengan persamaan berikut.
TE = Tp + (Kb × Tb) + (K1 × T1), dimana, TE = tonase ekivalen (ton/hari) Tp = tonase penumpang dan kereta harian Tb = tonase barang dan gerbong harian T1 = tonase lokomotif harian Kb  dalam  hal  perhitungan  ini  menggunakan  nilai 1,5 karena beban gandar lebih kecil dari 18 Ton dan K1 menggunakan nilai 1,4.
Hasil rekapitulasi perhitungan tonase tahunan untuk Lintas Surabaya – Solo dari Stasiun Madiun sampai dengan Kertosono adalah sebagai berikut:

## Tabel Tonase Tahunan Lintas Surabaya – Solo
Nama KA Lintas Surabaya - Solo (SBY-SLO) MN BBD  CRB  SRD  WLG  BGR NJ SKM  BRN  KTS Argo Wilis 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 Gajayana 0.53 0.53 0.53 0.53 0.53 0.53 0.53 0.53 0.53 0.53 Bima 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 Turangga 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 Bangunkarta 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 Sancaka 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 Malabar 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 Malioboro Ekspres 0.76 0.76 0.76 0.76 0.76 0.76 0.76 0.76 0.76 0.76 Ranggajati 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 Mutiara Selatan 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 Jayakarta Premium 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 Singasari 0.41 0.41 0.41 0.41 0.41 0.41 0.41 0.41 0.41 0.41 Matarmaja 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 Gayabaru Malam Selatan  0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 Brantas 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 Pasundan 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 Kahuripan 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 Logawa 0.37 0.37 0.37 0.37 0.37 0.37 0.37 0.37 0.37 0.37 Sritanjung 0.37 0.37 0.37 0.37 0.37 0.37 0.37 0.37 0.37 0.37 Dhoho 2.16 2.16 2.16 2.16 2.16 2.16 2.16 2.16 2.16 2.16 Bbm Rewulu 0.99 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Bbm Beteng 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 TOTAL TT 13.39  12.40  12.40  12.40  12.40  12.40  12.40  12.40  12.40  12.94
T = 360 × S × TE Dimana  Tonase  merupakan  TE  yang  dikalikan dengan  S  =  koefisien  yang  besarnya  tergantung kualitas  lintas,  dalam  hal  ini  digunakan  1,1  untuk lintas  dengan  kereta  penumpang  dengan  V maksimum 120 km/jam.
Hasil perhitungan tabel di atas menunjukkan bahwa besarnya T untuk Madiun sampai dengan Wilangan adalah 12,4 Juta Ton Per Tahun.
Langkah 4: Perhitungan Umur Rel T = K.W.D0.565 T = 0.942 × 108,87 × (12,4/0.909) 0.565 T = 32,82 Tahun.

## 3.3 Umure Rel dengan Metode PERJANA
Berdasarkan  perhitungan  kajian  KAI,  nilai  tonase lintas (TT) digunakan untuk menentukan nilai dari BAUR, BBUR, BATT, dan BBTT pada Tabel 2.3 dan  Tabel  2.4  tergantung  pada  besarnya  radius lengkung jalan rel dan tipe profil rel. Karena data radius lengkung di atas 400 m dan seluruh profil rel pada  Koridor  4  menggunakan  R.54,  maka
penentuan    tersebut  menunjukkan  BAUR,  BBUR, BATT,  dan  BBTT  pada  koridor  ini  hanya  akan menggunakan  data  pada  Tabel  2.4.  Setelah  nilai BAUR, BBUR, BATT, dan BBTT diketahui, maka umur rel dapat ditentukan menggunakan persamaan (2.5).  Rekap  nilai  BAUR,  BBUR,  BATT,  dan BBTT untuk masing-masing petak jalan di koridor 4 disajikan dalam Tabel berikut.
Tabel No Lintas DAOP 7 Nomor lengkun g Radius lengkun g (m) TT (jt ton/thn ) Umur rel menurut kajian KAI BAU R BBU R BAT T BBT T Umu r rel (thn) KORIDOR 4 CARUBAN 12 b Wilangan - Saradan 12,40 27 35 18 10 32,60 1 950,00 12,40 27 35 18 10 32,60 2 2025,00 12,40 27 35 18 10 32,60 13  Saradan - Caruban 12,40 27 35 18 10 32,60 3 4000,00 12,40 27 35 18 10 32,60 4 4000,00 12,40 27 35 18 10 32,60 5 4000,00 12,40 27 35 18 10 32,60 14  Caruban - Babadan 12,40 27 35 18 10 32,60 7 1750,00 12,40 27 35 18 10 32,60 8 875,00 12,40 27 35 18 10 32,60 15  Babadan - Madiun 12,40 27 35 18 10 32,60 9 960,00 12,40 27 35 18 10 32,60
Contoh  perhitungan  berikut  merupakan  penentuan umur jalan rel pada lintas Wilangan-Saradan. Hasil perhitungan  tonase  lintas  (TT)  Wilangan-Saradan adalah 12,40 juta ton/tahun. Dengan menggunakan data Tabel 2.4, nilai TT sebesar 12,40 juta ton/ tahun dengan rel tipe R.54 berada di antara BATT sebesar 18  juta  ton/tahun  dan  BBTT  sebesar  10  juta ton/tahun.  Sehingga  BAUR  dan  BBUR  dapat ditentukan sebesar 27 dan 35 tahun.
Umur rel
=  BBUR+  ((TT-BBTT)× (BAUR- BBUR))/((BATT-BBTT)) Dengan: TT
= tonase tahunan
BAUR  = batas atas umur rel BBUR  = batas bawah umur rel BATT   = batas atas tonase tahunan
BBTT   = batas bawah tonase tahunan Sehingga,
Umur  rel  =  35+((12,40-10)×  (27-35))/((18-10))  = 32,60 tahun.
Seluruh petak jalan pada Koridor 4 dilewati kereta dengan  tonase  lintas  yang  sama,  yaitu  12,40  juta ton/tahun.  Sehingga  seluruh  petak  jalannya memiliki umur rel yang sama.

## 3.4 Perbandingan Umur Rel
Umur  rencana  Jalan  Rel  dengan  menggunakan metode  AREMA  dan  metode  KAI  dihitung  untuk setiap  koridor  yang  ada  pada  DAOP  7  Madiun. Hasil  perhitungan  tersebut  dapat  dibandingkan seperti pada tabel di bawah ini.
Tabel Hasil Perhitungan Umur Manfaat Jalan Rel
No Daerah Operasi Sta Awal Sta Akhir KM Awal (m) KM Akhir (m) Lintas Hasil AREMA Hasil PERJANA Ketera ngan 1  Koridor 1 Jombang Batas Daop 7 Sembung  64+200 89+307 SB - SLO 42.71 42.99 AREM A 2  Koridor 2 Kertosono Sembung   Sukomor o 89+307 114+445  SB - SLO 32.20 32.06 PERJA NA 3  Koridor 3 Nganjuk Sukomoro  Saradan  114+445  137+852  SB - SLO 30.74 32.60 AREM A 4  Koridor 4 Caruban Saradan Madiun  137+852  165+783  SB - SLO 32.85 32.60 PERJA NA 5  Koridor 5 Madiun Madiun Kedung Galar 165+783  200+871  SB - SLO 31.81 31.61 PERJA NA 6  Koridor 6 Walikukun Kedung Galar Batas Daop 7 200+871  221+000  SB - SLO 25.78 32.81 AREM A 7  Koridor 7 Kediri Blitar Kertoson o 134300 214442 BG - KTS 41.36 42.25 AREM A
Berdasarkan  tabel  di  atas,  dapat  disimpulkan  bahwa kedua metode perhitungan memberikan nilai umur rel yang  hampir  sama,  nilai  yang  dianggap  kritis  adalah nilai yang menunjukkan hasil yang lebih kecil, kedua metode memberikan nilai yang sama-sama berkontribusi  untuk  nilai  kritis  umur  rel  berdasarkan prediksi keausan. Dengan demikian, .

## 3.5 Pembahasan
Rel  yang  telah  melewati  umur  rencana  perlu  diganti, mekanisme  untuk  penggantian  rel  telah  diatur berdasarkan  Peraturan  Dinas  10  PT.  KAI  dengan pemeriksaan  kerusakan  dan pengukuran  keausan  rel yang  dilakukan  secara    berkala    untuk    mengetahui kondisi kerusakan dan tingkat keausan. Penggantian rel dilakukan jika ada kerusakan seperti rel patah, rel retak, penipisan  dan  keausan  plat  sambun,  tekuk  mendatar maupun vertikal serta keausan pada rel yang melebihi batas yang berbahaya bagi operasi kereta api.
Batas keausan yang diberikan adalah yang diukur pada sumbu vertikal sebesar 12 mm dan yang diukur  dan pada  arah  45° dari  sumbu  vertikal   sebesar 15 mm.
Lebih lanjut, telah diatur dalam Perjana (2012) bahwa penggantian jalan  rel  dipersyaratkan  dengan  rel  yang mencapai batas keausannya, ditambah berbagai faktor lainnya  seperti  rel  pecah  yang  bisa  putus,  penipisan ketebalan  badan  sebesar  3mm,  keausan  pada  bidang kontak sambungan, dan keausan samping rel.
Dengan  demikian,  penggantian  rel  selain  dengan mengukur keausan dan kelelahan rel pada permukaan rel, juga ditentukan oleh berbagai jenis kerusakan yang terjadi pada rel tersebut, yang tidak menjadi bagian dari perhitungan  pada  penelitian  ini.  Dalam  monitoring kinerja jalan  rel  dalam  penerapan  penggunaan rumus
keausan di atas, diperlukan alat untuk mengukur tonase kereta dinamik yang ditempatkan di berbagai lokasi di jalur rel.
Sebagai  perbandingan,  Korea  menerapkan  peraturan penggantian  rel  jika  sudah  melewati  batas  keausan untuk berbagai jenis rel sebagai berikut: 60kg : 13 mm (15  mm), 50kg  N,  50kg  PS  :  12  mm  (13  mm),  50kg ARA-A : 9 mm (13 mm), 37kg ASCE : 7 mm (12 mm). Ketika  terjadi  retak  yang  berbahaya  untuk  operasi kereta,  dan  ketika  mencapai  batas  beban  lintas  yang disyaratkan, misalnya untuk jalan lurus 60kg rail : 600 juta ton, 50kg rail : 500 jut ton.
Untuk menindaklanjuti hasil perhitungan sebelumnya, diperlukan pemeriksaan terhadap kondisi rel yang ada dan  sehingga  dapat  menentukan  hasil  perhitungan umur  rel  yang  lebih  mendekati  realita  yang  terjadi akibat beban lintasan sesuai dengan karakteristik jalan rel.

## 4 KESIMPULAN
Hasil menunjukkan bahwa metode perhitungan untuk umur rel pada wilayah studi mendapatkan hasil umur rel  yang  tidak  jauh  berbeda  ketika  menggunakan metode dari AREA dan metode dari PERJANA. Hasil menunjukkan  nilai  yang  bervariasi  untuk  berbagai koridor yang ada pada lintas wilayah operasi Madiun, sesuai  dengan  spesifikasi  jalan  rel,  beban  lintas,  dan geometri  jalan  rel.  Namun  demikian,  perbandingan terhadap  kondisi  eksisting  jalan  rel  belum  bisa dilakukan  karena  adanya  keterbatasan  data  hasil pengujian terhadap jalan rel yang dioperasikan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terimakasih  kepada  berbagai pihak yang telah membantu dalam penelitian ini baik dalam  proses  penulisan  maupun  dalam  tahap pengumpulan data.

## REFERENSI
Kerr,  M.  (2012).  Rail  Defects  Handbook.  Australia:
RailCorp, NSW.
Popp, K.  d.  (2003).  System  Dynamics  and  Longterm Behaviour Railway Track. New York: Springer- Verlag Berlin Heidelberg.
Priyanto,  S.S.,  dkk.  (2016).  Peraturan  Dinas  10A Perawatan  Jalan  Rel  dengan  Lebar  1067  mm. Bandung: PT. Kereta Api Indonesia.
Rosyidi,  S.  A.  (2015).  Rekayasa  Jalan  Kereta  Api. Yogyakarta:  LP3M  Universitas  Muhamadiyah Yogyakarta.
Fadhila, M.N. “Buku 2A Rencana Perawatan Tahunan Jalan Rel.” Bandung. 2012.
Fadhila, M.N. “Buku 6A Rencana Perawatan Tahunan Jalan Rel.” Bandung. 2012.