Abstrak—Kalimantan Timur memiliki potensi hasil pertambangan  yang  melimpah,  khususnya  minyak  bumi  dan gas  alam.  Namun,  potensi  sumber  daya  yang  melimpah  ini masih  belum  dioptimalkan  dengan  infrakstruktur  yang  ada, termasuk sektor transportasi. Pembangunan sektor transportasi  harus  berorientasi  pada  kebutuhan  manusia, bukan pada kepentingan mobilitas  kendaraan  pribadi.  Kereta api  menjadi  salah  satu  solusi  yang  tepat  karena  memiliki kapasitas  angkut  yang  besar,  cepat,  aman,  hemat  energi,  dan ramah  lingkungan  serta  membutuhkan  lahan  yang  relatif sedikit.  Hal  ini  juga  didukung  oleh  Kementrian  Perhubungan (Kemenhub)  yang  berencana  menyiapkan  moda  transportasi massal  untuk  menghubungkan  wilayah  Ibu  Kota  dengan wilayah  penyangga,  terutama  dari  pintu  masuk  Kalimantan Timur, salah satunya Kota Balikpapan. Oleh karena itu, perlu dilakukan  perencanaan  jalur  kereta  api  yang  tepat  sesuai dengan  kondisi  topografi  dan  persyaratan  yang  ada.  Dengan memerhatikan data sekunder seperti peta topografi, data kereta api, lokomotif, dan bantalan maka dapat dilakukan penentuan trase  rencana  yang  mengacu  pada  RIPNas 2030.  Berdasarkan perancangan  geometrik  jalan  rel  yang  berupa  lengkung horizontal  dan  vertikal,  perencanaan  konstruksi  jalan  rel menggunakan  PM  No.60  Tahun  2012  dan  PD  No.10  PJKA Tahun  1986  didapatkan  hasil  perancangan  geometrik  jalan kereta api Penajam Paser Utara – Balikpapan dengan panjang jalur  77,215  km  menggunakan  kecepatan  rencana  80  km/jam. Desain lengkung horizontal menggunakan jenis S-C-S untuk 43 tikungan  dengan  jari-jari  minimum  350  m.  Pada  analisis konstruksi  jalan  rel,  jalur  ganda  Penajam  Paser  Utara  – Balikpapan  termasuk  kategori  kelas  jalan  III  yang  didesain menggunakan  jenis  rel  R54  dengan  lebar  sepur  1.435  mm. Bantalan  yang  digunakan  yaitu  bantalan  beton  dengan penambat elastis ganda tipe E-Clip dan jarak antar bantalan 60 cm serta dengan tebal lapisan balas 30 cm dan subbalas 45 cm.
Kata  Kunci—Balikpapan,  Jalan  Rel,  Kereta  Api,  Konstruksi Jalan Rel, Penajam Paser Utara.

## I. PENDAHULUAN
ROVINSI  Kalimantan  Timur  memiliki  potensi  sumber daya  alam  melimpah  dimana  sebagian  besar  belum dimanfaatkan secara optimal. Terdapat banyak sumber daya alam  dan  hasilnya  yang  diekspor  keluar  negeri,  seperti pertambangan khususnya minyak bumi dan gas alam. Minyak bumi  dan  gas  alam  memiliki  pengaruh  yang  sangat  besar dalam  perekonomian  Kalimantan  Timur  dan  Indonesia. Selain  pertambangan, perkebunan  juga  cukup mendominasi karena  ada  beberapa  wilayah  di  Kutai  pedalaman  terdapat perkebunan  kelapa  sawit,  serta  sumber  daya  kehutanan  dan hasil lainnya [1].
Pada  tahun  2019,  Provinsi  Kalimantan  Timur  kembali menjadi pusat perhatian. Hal ini berdasarkan konferensi pers “Pemindahan  Ibu  Kota  Negara  ke  Kalimantan  Timur”  di Istana  Negara,  Jakarta,  Senin,  26  Agustus  2019,  Presiden
Joko Widodo mengatakan lokasi Ibu Kota baru akan berada di  Kabupaten  Penajam  Paser  Utara  dan  Kabupaten  Kutai Kartanegara. Dimana akan ada 1,5 juta Aparatur Sipil Negara (ASN)  yang  akan  eksodus.  Proses  pembangunan  Ibu  Kota baru  akan  membutuhkan  suplai  material  dan  barang  ke Provinsi Kalimantan Timur, yang mengakibatkan peningkatan  perdagangan  dari  provinsi  lain  ke  Kalimantan Timur.
Di tengah persiapan pembangunan Ibu Kota Negara baru ini,  Kementrian  Perhubungan  (Kemenhub)  berencana menyiapkan moda transportasi massal untuk menghubungkan  wilayah  Ibu  Kota  dengan  wilayah penyangga,  terutama  dari  pintu  masuk  Kalimantan  Timur, salah satunya Kota Balikpapan.
Sebagai  pintu  masuk  Ibu  Kota,  keberadaan  moda transportasi dari dan ke Balikpapan menjadi sangat penting. Hal  ini  dikarenakan  sektor  transportasi  merupakan  sektor yang  memberi  dukungan  terhadap  hampir  semua  sektor lainnya, khususnya bagi kegiatan ekonomi masyarakat. Saat ini,  sektor  transportasi  diarahkan  pada  moda-moda  yang ramah lingkungan. Kereta api dapat menjadi alternatif pilihan untuk  moda  transportasi  berbasis  ramah  lingkungan. Transportasi perkeretaapian mempunyai banyak keunggulan dibanding  moda  transportasi  lainnya,  antara  lain:  kapasitas angkut besar (massal), cepat, aman, hemat energi, dan ramah lingkungan serta membutuhkan lahan yang relatif sedikit [2][.
Pada  tahun  2015  Pemerintah  telah  memprogramkan percepatan  pembangunan  perkeretaapian  tahun  2015-2019 yang tidak hanya meliputi jaringan kereta api di Pulau Jawa dan  Sumatera  yang  telah  ada  saat  ini,  juga  di  Pulau Kalimantan,  Sulawesi,  dan  Papua  dalam  upaya  pemerataan pembangunan. Sejalan dengan hal ini, Presiden Joko Widodo telah  mengusulkan  pembangunan  kereta  api  Kalimantan Timur sebagai Proyek Prioritas [3]. Selain itu, PT. Kereta Api Borneo telah mengajukan permohonan perubahan status dari kereta  api  khusus  menjadi  kereta  api  umum,  hal  ini memungkinkan  PT.  Kereta  Api  Borneo  untuk  mengangkut penumpang  dan  barang  non-afiliasi  seperti  minyak  kelapa sawit dan kayu.
Kalimantan Timur mempunyai topografi yang bergelombang  dari  kemiringan  landai  sampai  curam. Sebagian  besar  atau  43,35%  wilayah  daratan  mempunyai alinemen kelandaian vertikal yang cukup ekstrim diatas 40% dan 43,22% terletak pada ketinggian 100 – 1000 meter di atas permukaan laut.
Berdasarkan  pembahasan  sebelumnya,  terdapat  beberapa alasan  mengapa  kebutuhan  menggunakan  kereta  api  tidak bisa dihindarkan. Pertama, perkiraan pertumbuhan penduduk dan  besarnya  potensi  sumber  daya  alam  yang  dimiliki Kalimantan Timur menyebabkan mobilitas massa dan barang

## Perancangan Geometeri Jalan Kereta Api Penajam Paser Utara–Balikpapan, Kalimantan Timur
Lulu Mumtaza Kaysa dan Budi Rahardjo Departemen Teknik Sipil, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) e-mail : budirahardjo.sipil.its@gmail.com
P
tinggi.  Kedua,  adanya  pembangungan  Ibu  Kota  baru  yang mebutuhkan  suplai  material  dan  barang  ke  Kalimantan Timur.  Ketiga,  kondisi  jalan  di  wilayah  Kalimantan  Timur masih  ada  yang  berupa  kerikil  dan  tanah.  Kebutuhan  akan kereta api ini menyebabkan perencanaan pembangunan jalur kereta api perlu segera dilaksanakan. Salah satu tahap dalam perencanaan  jalur  kereta  api  adalah  perancangan  geometri. Perancangan  geometri  jalur  kereta  api  ini  perlu  dihitung dengan  tepat  untuk  menghindari  risiko  kesalahan  dalam melakukan Detail Engineering Design .

## II. TINJAUAN PUSTAKA

## A. Rencana Induk Perkeretaapian Nasional
Rencana  Induk  Perkeretaapian  Nasional  (RIPNas) merupakan  dasar  dan  pedoman  yang  memayungi  seluruh kebijakan dalam penyelenggaraan perekeretaapian nasional, serta  merupakan  perwujudan  dari  tatanan  perkeretaapian yang  memuat  kondisi  perkeretaapian  nasional  saat  ini  dan rencana  pengembangan  perkeretaapian  nasional  sampai dengan tahun 2030 yang akan datang.
Berdasarkan  Rencana  Induk  Perkeretaapian  Nasional sasaran  pengembangan  jaringan  jalur  kereta  api  di  Pulau Kalimantan  adalah  untuk  memenuhi  kebutuhan  pergerakan barang  dan  memicu  pertumbuhan  wilayah  dengan  koridor selatan dan tengah, khususnya untuk angkutan batu bara.
Spesifikasi teknis dasar untuk jaringan kereta api di koridor Kalimantan secara umum diarahkan menggunakan lebar jalan rel 1.435 mm guna mengakomodir potensi angkutan barang di  wilayah  tersebut.  Penggunaan  lebar gauge yang  berbeda tetap dimungkinkan berdasarkan kajian maupun kebijakan.

## B. Perancangan Geometri
Perancangan  geometri  jalan  rel  menggunakan  Peraturan Menteri  Perhubungan  Nomor  60  Tahun  2012  tentang Persyaratan  Teknis  Jalur  Kereta  Api  dan  dengan pelengkap Peraturan  Dinas  PJKA  Nomor  10  Tahun  1986  tentang Perencanaan Konstruksi Jalan Rel.

## III. METODOLOGI
Diagram  alir  Perancangan  Geometri  Jalan  Kereta  Api Penajam Paser Utara – Balikpapan, Kalimantan Timur dapat dilihat pada Gambar 1 dan Gambar 2.

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Perencanaan Geometrik Jalan Kereta Api
1) Lengkung Horizontal
Perencanaan  lengkung  horizontal  digunakan  jenis  S-C-S untuk  semua  tikungan  karena  dapat  mengakomodasi peralihan  sudut  kemudi  dengan  lebih  halus.  Sebelum menghitung  lengkung  horizontal,  diperlukan  nilai  sudut tikungan.  Contoh  perhitungan  untuk  PI  1  dan  PI  2  dapat dilihat pada Tabel 1.  Sedangkan trase rencana tikungan 1 dan 2 dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 1.  Diagram alir.
Gambar 2.  Diagram alir lanjutan.
Tabel 1. Nilai Koordinat Sudut Tikungan Titik X Y A 463665,0300 9850038,4341 PI 1 464513,4810 9850611,7118 PI 2 465714,9321 9851151,9826
Gambar 3.  Trase rencana tikungan 1 dan 2.
Gambar 4.  Skema lengkung horizontal S-C-S.
Perencanaan  lengkung  horizontal  didesain  sesuai  dengan kondisi di lapangan, seperti penyesuaian terhadap medan dan kontur  lokasi  perencanaan.  Sebelum  menghitung  lengkung horizontal, diperlukan nilai sudut tikungan a. Sudut Azimuth pada PI 1 (φ)
ΔX, ΔY = 848,4510 ;  573,2777 𝜑 1 = 𝑡𝑎𝑛 −1 ∆𝑋(𝑃𝐼 1) ∆𝑌 (𝑃𝐼 1) = 55,9541 ∘
b. Sudut Azimuth pada PI 2 (φ) ΔX, ΔY= 848,4510 ;  573,2777 𝜑 2 = 𝑡𝑎𝑛 −1 ∆𝑋(𝑃𝐼 2) ∆𝑌 (𝑃𝐼 2) = 65,7874 ∘
c. Sudut Tikungan pada PI 1 ( Δ ) ∆= 𝜑 2 − 𝜑 1 = 9,8333 ∘
Setelah didapatkan sudut tikungan, kemudian dilanjutkan dengan  perencanaan  lengkung  horizontal.  Data  yang dibutuhkan sebagai berikut:
a. Δ PI 1 = 9,8333°
b. Vrencana  = 80 km/jam
c. Rrencana = 570 m Sehingga dapat dihitung :
a. ℎ = 8,1 × 𝑉𝑟𝑒𝑛𝑐2 𝑅𝑟𝑒𝑛𝑐 = 90,9474 𝑚𝑚
b. 𝐿ℎ = 0,01 × ℎ × 𝑉𝑟𝑒𝑛𝑐 = 72,7579 𝑚
c. θs = 90×𝐿ℎ 𝜋×𝑅𝑟𝑒𝑛𝑐 = 3,6568°
d. Lc = (∆−2×𝜃𝑠)×𝜋×𝑅𝑟𝑒𝑛𝑐 180 = 25,0675 𝑚
e. 𝑃 = 𝐿ℎ2 6×𝑅𝑟𝑒𝑛𝑐 − 𝑅𝑟𝑒𝑛𝑐 × (1 − cos 𝜃𝑠) = 0,3874 𝑚
f. 𝑘 = 𝐿ℎ − 𝐿ℎ3 40×𝑅𝑟𝑒𝑛𝑐2 − 𝑅𝑟𝑒𝑛𝑐 × sin 𝜃𝑠 = 36,3740 𝑚
g. 𝑇𝑠 = (𝑅𝑟𝑒𝑛𝑐 + 𝑃) × tan ( 1 2 ∆) + 𝑘 = 85,4404 𝑚
h. 𝐸 = (𝑅𝑟𝑒𝑛𝑐+𝑃) cos( 1 2 ∆) − 𝑅𝑟𝑒𝑛𝑐 = 2,4939 𝑚
i. 𝑋𝑠 = 𝐿ℎ × (1 − 𝐿ℎ2 40×𝑅𝑟𝑒𝑛𝑐2 ) = 72,7283 𝑚
j. 𝑌𝑠 = 𝐿ℎ2 6×𝑅𝑟𝑒𝑛𝑐 = 1,5479 𝑚
k. 𝑝 = 4500 𝑅𝑟𝑒𝑛𝑐 − 8 (𝑚𝑚) = −0,1053 𝑚𝑚
Karena,  p  nilainya  kurang  dari  1,  maka  dianggap  sepur tidak mengalami pelebaran [4]. Hasil dari perhitungan di atas dapat divisualisasikan seperti pada Gambar 4.

## 2) Lengkung Vertikal
Penentuan  elevasi  tiap-tiap  kilometer  dilakukan  dengan membagi  trase  sepanjang  77,215  km  setiap  100  m  secara konstan.  Menghitung  lengkung  vertikal  dibutuhkan  data sebagai berikut:
a. Kilometer = STA 0+120,07 b. Vrencana = 80 km/jam c. Rrencana = 6.000 m d. Elevasi rencana (PPV) = +16,271 m e. Kelandaian 1 (G1) = 1,892% f. Kelandaian 2 (G2) = 1,377%
Dari  data  di  atas,  maka  dapat  dihitung  sebagaimana berikut:
a. 𝑋𝑚 = 𝑅 2 × (𝐺1 − 𝐺2) = −15,450 𝑚 ( untuk gambar rencana nilainya menjadi positif = 15,450 m ) b. 𝑌𝑚 = 𝑅 8 × (𝐺1 − 𝐺2) 2 = 0,020 𝑚
c. 𝐿𝑣 = 2 × 𝑋𝑚 = 30,900 𝑚
d. 𝐸𝑙𝑒𝑣𝑎𝑠𝑖 𝑃𝐿𝑉 = 𝑃𝑃𝑉 − 𝐺1 100 × 1 2 × 𝐿𝑣 = 16,268 𝑚
e. 𝐸𝑙𝑒𝑣𝑎𝑠𝑖 𝑃𝑇𝑉 = 𝑃𝑃𝑉 − 𝐺2 100 × 1 2 × 𝐿𝑣 = 16,269 𝑚
B. Penentuam Klasifikasi Jalan Kereta Api
1) Beban Gandar dan Beban Roda
Dalam  menghitung  tonase  daya  angkut  lintas  dibutuhkan data beban komponen kendaraan yang melintas di atas jalan rel.  Beban  kendaraan  ini  terdiri  dari  lokomotif,  kereta penumpang, dan gerbong.
a. Beban Lokomotif
Beban Bogie (Pb) = 𝑊𝑙𝑜𝑘𝑜𝑚𝑜𝑡𝑖𝑓 2 = 60 𝑡
Beban Gandar (Pg) = 𝑃𝑏 3 = 20 𝑡
Beban Roda Statis (Ps) = 𝑃𝑔 2 = 10 𝑡
Tabel 2. Data Rencana Tonase Harian Jenis Kereta Api Rencana Jumlah Lintas Operasi/Hari Rencana Jumlah Kereta pada Rangkaian Rencana Tonase Lokomtoif & K. Penumpang/ Barang Beban Gandar Kereta Api Rata-rata KRDI 6 4 K. Penumpang: 56 K. Penumpang: 18 G. Datar 3 12 Lokomotif: 120 G. Datar: 90 Lokomotif: 18 G. Datar: 22,5 G. B. Bara 5 15 Lokomotif: 120 G. B. Bara: 90 Lokomotif: 18 G.Datar: 22,5
Gambar 5.  Dimensi R.54.
Gambar 6.  Dimensi R.54.
b. Beban K. Penumpang
Beban Bogie (Pb) = 𝑊𝑘𝑒𝑟𝑒𝑡𝑎
2 = 28 𝑡
Beban Gandar (Pg) = 𝑃𝑏 2 = 14 𝑡
Beban Roda Statis (Ps) = 𝑃𝑔 2 = 7 𝑡
c. Beban Gerbong
Beban Bogie (Pb) = 𝑊𝑘𝑒𝑟𝑒𝑡𝑎
2 = 45 𝑡
Beban Gandar (Pg) = 𝑃𝑏 2 = 22,5 𝑡
Beban Roda Statis (Ps) = 𝑃𝑔 2 = 11,25 𝑡

## 2) Daya Angkut Lintas
Data  yang  dibutuhkan  untuk  perhitungan  rencana  daya angkut lintas per tahun adalah sebagai berikut:
a. Koefisien kereta dengan penumpang (S)
= 1,1
b. Koefisien beban gandar (K b ) > 18 ton = 1,3
c. Koefisien lokomotif (K 1 ) = 1,4
Data rencana tonase harian dapat dilihat pada Tabel 2.
a. Perhitungan Tonase Harian
Tonase K.Penumpang (Tp) = 6 × 4 × 56 = 1.344 𝑡 Tonase G. Datar (T b ) = 3 × 12 × 90 = 3.240 𝑡 Tonase G. B. Bara (T b ) = 5 × 15 × 90 = 6.750 𝑡 Tonase Lokomotif (T 1 ) = 8 × 120 = 960 𝑡 TE = 𝑇 𝑝 + (𝐾 𝑏 × 𝑇 𝑏 ) + (𝐾 1 × 𝑇 1 ) = 15.675 𝑡 b. Perhitungan Tonase Tahunan T = 360 × 𝑆 × 𝑇𝐸 = 6.207.300 𝑡
Maka, menurut PM No.60 Tahun 2012 jalur ganda kereta api Penajam Paser Utara – Balikpapan termasuk kelas jalan III  dengan  ketentuan:  5.000.000  >  6.207.300  <  10.000.000 (ton/th).
C. Penentuam Ruang Operasi
1) Ruang Bebas
Batas ruang bebas jalur kereta api untuk lebar rel 1.435 mm pada elevasi 1 m – 3,55 m adalah 1,95 meter di kiri dan kanan as  jalan  rel.  Dan  batas  ruang  bebas  untuk  tinggi  minimum
adalah 6,20 meter dihitung dari kepala rel, dapat dilihat pada Gambar 5.

## 2) Ruang Bangun
Batas  ruang  bangun  pada  lintas  bebas  untuk  jalur  lurus adalah 2,35 meter di kiri dan kanan as jalan rel. Sedangkan batas  ruang  bangun  pada  lintas  bebas  untuk  jalur  lengkung dengan jari-jari lengkung lebih dari 300 m adalah 2,45 meter di kiri dan kanan as jalan rel. batas ruang bangun untuk tinggi minimum  adalah  6,20  meter  dihitung  dari  kepala  rel,  dapat dilihat pada Gambar 6.

## D. Perencanaan Struktur Jalan Kereta Api
Berat  beban  lalu  lintas  berpengaruh  dalam  mendesain struktur jalan rel untuk menentukan dimensi dan spesifikasi komponen  struktur  jalan  rel.  Desain  struktur  jalan  rel mengacu pada PM No.60 Tahun 2012.

## 1) Dimensi Rel
Penentuan  dimensi  rel  didasarkan  pada  tegangan  lentur yang  terjadi  pada  dasar  rel  akibat  beban  dinamis  roda kendaraan  (Sbase).  Tegangan  ini  tidak  boleh  melebihi tegangan ijin dasar rel (Si), dapat dilihat pada Gambar 7.
Digunakan  profil  rel  tipe  R.54  dengan  data  perancangan sesuai [5].
a. Vrencana = 80 km/jam b. Momen inersia (Ix) = 2.346 cm 4 c. Modulus elastisitas baja (E) = 2,1x10 6 kg/cm 2 d. Jarak tepi bawah (yb) = 7,62 cm e. Beban gandar maksimum (Pg) = 22,5 ton f. Tegangan ijin rel (σ ijin ) = 1.325 kg/cm 2 g. Tegangan ijin dasar rel (Si) = 1.176,8 kg/cm 2 h. Modulus elastisitas jalan rel (K)
= 180 kg/cm 2 i. Tahanan momen dasar (Wb) = 313 cm 3 Alur perhitungan dimensi rel akan dijelaskan menggunakan persamaan TALBOT sebagai berikut:
Gambar 7.  Dimensi R.54.
Gambar 8.  Tampak depan profil bantalan.
Gambar 9.  Profil bantalan melintang.
Gambar 10.  Beban pada bantalan.
Gambar 11.  Komponen penambat rel.
Gambar 12.  Balas dan subbalas.
a. Beban Dinamis Roda (Pd)
Pd = 𝑃𝑠 × 𝐼𝑝
= 𝑃𝑠 + 0,01𝑃𝑠 ( 𝑉𝑟𝑒𝑛𝑐 1,609 − 5)
= 16.281,036 𝑘𝑔
b. Dumping Faktor (λ)
λ = √ 𝐾
4×𝐸×𝐼𝑥 4 = 0,0098 𝑐𝑚 −
c. Momen Maksimum (Ma)
Mo = 𝑃𝑑 4×𝜆 = 416.347,299 𝑘𝑔. 𝑐𝑚
Ma = 0,85  × 𝑀𝑜 = 353.895,204 𝑘𝑔. 𝑐𝑚
d. Tegangan Ijin Kelas Jalan (σ) σ = 𝑀𝑎×𝑌𝑏 𝐼𝑥 = 1.149,481 𝑘𝑔/𝑐𝑚 2
e. Tegangan pada Dasar Rel (S base ) S base = 𝑀𝑎 𝑊𝑏 = 1.130,656 𝑘𝑔/𝑐𝑚 2
Berdasarkan hasil perhitungan di atas, σ < σ ijin dan S base < Si sehingga tipe rel R.54 dapat digunakan untuk perencanaan.

## 2) Perencanaan Bantalan
Perencanaan  bantalan  menggunakan  bantalan  beton  jenis S-35  yang  diproduksi  oleh  PT.  Wijaya  Karya  Beton,  Tbk. karena  sudah  dapat  mengakomodasi  lebar  sepur  1.435  mm, dapat dilihat pada Gambar 8 dan Gambar 9.
Data-data  bantalan  yang  dibutuhkan  adalah  sebagai berikut:
a. Panjang bantalan
= 244 cm b. Fc’ = 600 kg/cm 2
c. L.penampang bawah rel (A 1 ) = 564 cm 2 d. L.penampang tengah bantalan (A 2 ) = 409 cm 2
e. Momen lentur dudukan rel (+)
= 2.300 kg.m
f. Momen lentur dudukan rel (-)
= 1.500 kg.m
g. Momen lentur tengah bantalan (+) = 1.300 kg.m h. Momen lentur tangah bantalan (-) = 2.100 kg.m
Berikut  merupakan  perhitungan  kekuatan  dari  struktur bantalan beton dalam menahan beban dari kereta dan rel yang melintas  di  atasnya.  Perhitungan  mengacu  pada  PD  No.10 PJKA Tahun 1986.
a. Inersia Penampang (I)
I = 2 ( 1 36 × 𝑏 × ℎ 3 ) + 1 12 × 𝑏 × ℎ 3
I 1 = 20.408.667 𝑐𝑚 4
I 2 = 12.358.125 𝑐𝑚 4 b. Modulus Elastisitas Bantalan (E)
E = 6400 × √𝑓𝑐 ′ = 156.767,344 𝑘𝑔/𝑐𝑚 2
c. Dumping Faktor (λ)
λ 1 = √ 𝑘 4×𝐸×𝐼𝑥 4 = 0,010890 𝑐𝑚 −
λ 2 = √ 𝑘 4×𝐸×𝐼𝑥
4
= 0,012345 𝑐𝑚 −
d. Beban masuk ke bantalan (Q)
Q = 60% × 𝑃𝑑 = 9.768,622 kg
Beban  yang  diterima  bantalan  akan  divisualisasikan  pada Gambar 10.
Perhitungan momen di as rel (M C/D ) dan di tengah bantalan (M O ) adalah sebagai berikut:
a. Momen (M C/D ) Pada Daerah di Bawah Rel
𝑀 𝐶/𝐷 = 𝑄 4𝜆 1 1 sin 𝜆 1 𝐿 + sinh 𝜆 1 𝐿 [ 2𝑐𝑜𝑠ℎ 2 𝜆 1 𝑎(cos 2𝜆 1 𝑐 + cosh 𝜆 1 𝐿) −2𝑐𝑜𝑠 2 𝜆 1 𝑎(cosh 2𝜆 1 𝑐 + cos 𝜆 1 𝐿) − sinh 2𝜆 1 𝑎(sin 2𝜆 1 𝑐 + sinh 𝜆 1 𝐿) − sin 2𝜆 1 𝑎(sinh 2𝜆 1 𝑐 + sinh 𝜆 1 𝐿)]
M C/D = 1.490,025 𝑘𝑔. 𝑐𝑚 b. Momen (M O ) Pada Daerah di Tengah Bantalan
𝑀 𝑜 = − 𝑄 2𝜆 2
1 sin 𝜆 2 𝐿 + sinh 𝜆 2 𝐿
[ sinh 𝜆 2 𝑐 (sin 𝜆 2 𝑐 + sin 𝜆 2 (𝐿 − 𝑐)) + sin 𝜆 2 𝑐 (sinh 𝜆 2 𝑐 + sinh 𝜆 2 (𝐿 − 𝑐)) + cosh 𝜆 2 𝑐 (cos𝜆 2 (𝐿 − 𝑐))
− cos 𝜆 2 𝑐 (cosh 𝜆 2 (𝐿 − 𝑐))
]
Mo = −2.523,320 𝑘𝑔. 𝑐𝑚 Berdasarkan hasil perhitungan di atas, M C/D < M min (150.000 kg.cm)  dan  M O <  M min (-93.000  kg.cm)  sehingga  bantalan beton S-35 dapat digunakan untuk perencanaan.
Perencanaan jarak antar bantalan sudah ditentukan 60 cm berdasarkan  PM  No.60  Tahun  2012.  Maka,  berikut  ini dilakukan  perhitungan  untuk  menguji  bahwa  nilai  60  cm sudah sesuai dengan jarak yang dibutuhkan.
Data-data  bantalan  yang  dibutuhkan  adalah  sebagai berikut:
a. Jarak pasang bantalan (L) = 60 cm (2a) b. Beban statis roda (Ps) = 11.250 kg c. Tegangan ijin rel (σ ijin ) = 1.325 kg/cm 2 d. Momen inersia Ix (R.54) = 409 cm 2 e. Modulus elastisitas rel (E) = 2,1x106 kg/cm 2 f. Koefisien bantalan (D) = ½ × 0,90 × 𝐴 × 𝐶
g. Koefisien balas atas (C)
= 8 (kricak)
h. Jarak tepi bawah ke garis netral (yb)  = 7,62 cm
Tegangan  ijin  rel  (σ ijin )  dipilih  kelas  I  karena  tabel  data tegangan  ijin  rel  untuk  lebar  1.435  mm  tidak  ada  pada  PD No.10  PJKA  Tahun  1986  maupun  pada  PM  N0.60  Tahun 2012.  Oleh  karena  itu,  disesuaikan  dengan  tabel  yang  ada pada  PD  No.10  Tahun  1986  untuk  lebar  rel  1.067  mm. Karena, profil rel yang disarankan untuk lebar rel 1.435 mm dan  kelas  III  adalah  R.54/R60.  Maka,  kelas  yang  paling sesuai dengan tabel untuk lebar rel 1.067 mm adalah kelas I. a. Koefisien Lentur Rel (B)
𝐵 = 6×𝐸×𝐼𝑥 𝑎3 = 1.094.800 𝑘𝑔
b. Luas Bidang Pikul Bantalan (A)
𝐴 = 2 × 𝑗𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑏𝑎𝑛𝑡𝑎𝑙𝑎𝑛 × ½ 𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 𝑏𝑎𝑛𝑡𝑎𝑙𝑎𝑛 𝐴 = 14.640 𝑐𝑚 2
c. Koefisien Bantalan (D)
𝐷 = ½ × 0,90 × 𝐴 × 𝐶 = 52.704 𝑐𝑚 2 d. Koefisien Ketentuan (k) 𝑘 = 𝐵 𝐷 = 20,773  𝑘𝑔 𝑐𝑚 2
⁄ e. Momen Maksimum (M max )
𝑀 𝑚𝑎𝑥 = (8×𝑘)+7 (4×𝑘)+10 × 0,25 × 𝑃𝑠 × 𝐿 𝑀 𝑚𝑎𝑥 = 313.934,214 𝑘𝑔. 𝑐𝑚 f. Tahanan Dasar (W b )
𝑊 𝑏 = 𝐼𝑥 𝑦𝑏 = 307,874 𝑐𝑚 3
g. Perbandingan Momen Maksimum dengan Tahanan Dasar
𝑀𝑚𝑎𝑥
𝑊𝑏 = 1.019,684 𝑘𝑔/𝑐𝑚 2
Berdasarkan  hasil  perhitungan  di  atas,  σ ijin ≥  M max /W b . Sehingga, jarak antar bantalan 60 cm sudah dapat menahan tegangan yang terjadi.

## 3) Komponen Penambat Rel
Penambat rel harus mampu menjaga kedudukan kedua rel agar  tetap,  kokoh,  dan  tidak  bergeser  saat  berada  di  atas bantalan, dapat dilihat pada Gambar 11. Dalam perencanaan, digunakan  komponen  penambat  elastis  ganda  yang diproduksi oleh PT. Pandrol Indonesia.

## 4) Perencanaan Balas dan Subbalas
Berdasarkan tabel penampang melintang yang disediakan PM No.60 Tahun 2012 pada Tabel 3 ternyata masih meliputi lima kelas jalan. Hal ini mengacu pada lebar rel 1.067 mm, sehingga  dilakukan  penyesuaian  untuk  lebar  rel  1.435  mm. Maka,  dipilih  kelas  jalan  I  yang  pada  perhitungan  subbab sebelumnya  juga  menggunakan  penyesuaian  kelas  yang sama. Jarak dari sumbu jalan rel ke tepi atas lapisan balas atas (b) akan  dilakukan  penyesuaian  berdasarkan  PD  No.10 Tahun 1986 dengan rumus sebagai berikut: b > ½𝐿 + 𝑋
b > ½(244) + 50 b > 172 cm
Maka, nilai jarak dari sumbu jalan rel ke tepi atas lapisan balas atas (b) adalah 172 cm dengan lebar bahu balas atas (X) adalah 50 cm.
Nilai  tebal  balas  bawah  (d2)  yang  masih  berupa  rentang antara 15 – 50 cm akan dihitung kembali untuk memastikan ketebalan yang sesuai dengan beban yang terjadi. Data yang dibutuhkan adalah sebagai berikut:
a. Tebal lapisan balas atas (d1) = 30 cm
b. Beban dinamis roda (Pd)
= 16.281,036 kg
c. Panjang bantalan (L) = 244 cm
d. Jarak as rel ke tepi bantalan (a)  = 46,2 cm
e. Jarak antar as rel (c) = 75,8 cm
f. Lebar bawah bantalan (b)
= 870 cm g. Modulus reaksi balas (ke)
= 3 kg/cm 3
h. Tekanan tanah dasar (σ t )
= 1,2 kg/cm 2 i. Momen inersia bantalan (Ix) = 12.358,125 cm 4 j. Modulus elastisitas (E)
= 156.767,344 kg/cm 2
Perhitungan  dimensi  balas  bawah  (subbalas)  akan dijelaskan sebagai berikut:
a. Tegangan di Bawah Bantalan (σ 1 )
Dihitung  menggunakan  konsep beam  on  elastic foundation . 𝑘 = 𝑏 × 𝑘𝑒 = 2.610 𝑘𝑔 𝑐𝑚 2
⁄ 𝜆 = √ 𝑘 4×𝐸×𝐼 4 = 0,024090
𝜎 1 = 60%𝑃𝑑𝜆
2𝑏 1 sin 𝜆𝐿+sinh 𝜆𝐿 2𝑐𝑜𝑠ℎ 2 𝜆𝑎(cos 2𝜆𝑐 + cosh 𝜆𝐿) +2𝑐𝑜𝑠 2 𝜆𝑎(cosh 2𝜆𝑐 + cos 𝜆𝐿) + sinh 2𝜆𝑎 (sin 2𝜆𝑐 − sinh 𝜆𝐿) − sin 2𝜆𝑎 (sinh 2𝜆𝑐 − sin 𝜆𝐿) 𝜎 1 = 6,634 𝑘𝑔 𝑐𝑚 2 ⁄ b. Tebal Lapisan Balas (d)
𝑑 = √ 58×𝜎1 𝜎𝑡 − 10
1,35 = 70,164 𝑐𝑚
c. Tebal Lapisan Balas Bawah (d2)
𝑑2 = 𝑑 − 𝑑1 = 40,164 𝑐𝑚
Berdasarkan hasil perhitungan di atas, nilai 15 cm < d2 < 50  cm.  Sehingga,  tebal  lapisan  balas  bawah  (40,164  cm) sudah  memenuhi  syarat  minimal  dan  maksimal.  Dalam mempermudah  proses  pekerjaan  dalam  pelaksanaan  di lapangan, sebaiknya dibulatkan tebalnya menjadi 45 cm.
Menurut PM No.60 Tahun 2012 untuk ukuran k1 (khusus jalur ganda) diganti dengan L = 335 cm. Detail penampang melintang  jalan  rel  ganda  dengan  lebar  jalan  rel  1.435  mm ditunjukkan pada Gambar 12.
Maka, perencanaan balas atas dan balas bawah (subbalas) didapatkan nilai sebagai berikut:
a. Tebal Lapisan Balas (d1)
= 0,300 m b. Tebal Lapisan Subbalas (d2) = 0,450 m c. Lebar bahu balas = 0,500 m d. Lebar bahu subbalas = 1,000 m e. Tinggi total badan jalan rel = 1,225 m f. Panjang total badan jalan rel = 11,500 m

## 5) Perencanaan Wesel
Wesel yang digunakan adalah produksi Ruzhou Zhengtie Sanjia  Turnout  CO,.LTD  dengan  kriteria  desain  sebagai berikut:
a. Jenis wesel = Simple turnout No.12 (tg 1:12)
b. Kecepatan ijin  = 45 km/jam
c. Rel wesel = UIC54

## E. Layout Emplasemen
Dalam menentukan layout emplasemen baru dengan pola jalur ganda dibutuhkan panjang dan lebar peron. Perencanaan panjang  dan  lebar  peron  diatur  dalam  Peraturan  Menteri No.29  Tahun  2011  tentang  Persyaratan  Teknis  Bangunan Stasiun Kereta Api.

## 1) Perencanaan Peron
Peron  direncanakan  menggunakan  peron  tinggi  dan  jenis kereta penumpang yang digunakan adalah Kereta Rel Diesel Indonesia (KRDI). Perhitungan dimensi peron membutuhkan data-data sebagai berikut:
a. Konfigurasi
= MeC – T – T – MeC b. Panjang kereta MeC = 20 meter T = 20 meter c. Total panjang kereta = MeC + T + T + MeC
= 80 meter
d. Penghubung rangkaian  = 0,5 𝑚  × 3 (4 kereta)
= 1,5 m
Perhitungan dimensi peron, baik panjang maupun lebarnya akan dijelaskan sebagai berikut:
a. Panjang Peron (Lp)
Tabel 3.
Data Penampang Melintang Kelas Jalan Rel I Kelas Jalan V maks (km/jam) d1 (cm) b (cm) C (cm) k1 (cm) d2 (cm) E (cm) k2 (cm) I 120 30 150 235 265 15-50 25 375 Tabel 4. Rencana Emplasemen No. Nama Stasiun Posisi Halte Stasiun Kategori 1 Petung Kanan Stasiun Sedang 2 Buluminung Kanan Stasiun Besar 3 Kariangau Kanan Stasiun Besar 4 Karang Joang Kiri Stasiun Sedang 5 Balikpapan Kiri Stasiun Kecil
Lp = 2 x (panjang rangkaian+penghubung rangkaian) Lp = 163 m b. Lebar Peron (b)
𝑏 = 0,64 𝑚 2 𝑜𝑟𝑎𝑛𝑔 ⁄ ×𝑉×𝐿𝐹 𝐿𝑝
= 2,236 𝑚 ≈ 2,3 𝑚
c. Tinggi Peron = 1,000 m
d. Jarak Tepi Peron ke AS Jalan Rel Lurusan = 1,600 m Lengkungan = 1,650 m
Lebar peron yang direncanakan sudah memenuhi syarat lebar peron minimal sesuai [6].

## 2) Perencanaan Emplasemen
Arah  posisi  halte  stasiun  mengacu  pada  arah  berangkat kereta  dari  Kabupaten  Penajam  Paser  Utara  menuju  Kota Balikpapan.  Perencanaan  emplasemen  dapat  dilihat  pada Tabel 4.

## V. KESIMPULAN DAN SARAN
Dari  perencanaan  yang  telah  dilakukan,  diperoleh kesimpulan  sebagai  berikut:  (1)Bentuk  Trase  (77,215  km), diantaranya : (a)Penggunaan program bantu Global Mapper V.20 (64 bit) kontur interval 10 meter, kontur major 10 meter, kontur  minor  2  meter;  (b)Pada  perhitungan  lengkung horizontal, dari total 43 lengkung terdapat satu tikungan yang menggunakan  kecepatan  rencana  berbeda  yaitu  40  km/jam pada  PI  43.  Hal  ini  dilakukan  karena  tikungan  sudah memasuki  area  bandara;  (c)Pada  perhitungan  lengkung vertikal,  dari  total  130  titik  PVI  terdapat  26  titik  PVI  yang kelandaiannya  melebihi  kelandaian  penentu  (20‰)  yaitu mencapai 38‰ untuk kelandaian maksimum. Hal ini masih diperbolehkan menurut PD No.10 PJKA Tahun 1986 karena masuk  ke  dalam  kategori  lintas  pegunungan;  (2)Bentuk Konstruksi  Jalan  Kereta  Api,  diantaranya  :  (a)Kecepatan rencana digunakan 80 km/jam dengan lebar sepur 1.435 mm. Berdasarkan daya angkut lintas didapatkan kelas jalan rel III; (b)Tipe rel yang digunakan R54; (c)Bantalan yang digunakan adalah bantalan beton produksi PT. WIKA Beton jenis S-35 dengan jarak antar bantalan 60 cm dan menggunakan sistem penambat  elastis  ganda  tipe  E-Clip  produksi  PT.  Pandrol Indonesia;  (d)  balas  didapatkan  30  cm  dengan  lebar  bahu balas  50  cm  dan  tebal  subbalas  45  cm  dengan  lebar  bahu
subbalas 100 cm; (e)Nomor wesel yang digunakan adalah W 12;  (f)Panjang  efektif  emplasemen  direncanakan  330  meter dengan  jenis  peron  tinggi.  Dimensi  peron  didapatkan  163 meter  untuk  panjang  dan  2,3  meter  untuk  lebarnya; (g)Volume  galian  dan  timbunan  tanpa  menghitung  akibat pembuatan jembatan dan terowongan didapatkan 6.240.619,19  m 3 untuk  galian  dan  2.130.539,96  m 3 untuk timbunan;  (h)Struktur  penunjang  yang  dibutuhkan  dalam perancangan  karena  tidak  dapat  dilakukan  galian  atau timbunan akibat beda elevasi yang terlalu tinggi, dengan total jembatan yaitu 21 buah, total terowongan yaitu 13 buah, total box culvert 1 buah, total tunner yaitu 9 buah, total overpass yaitu  9  buah,  dan  pos  petugas  jalan  lintasan  yaitu  52  buah. Adapun  saran  dan  peluang  untuk  perancangan  selanjutnya adalah  sebagai  berikut  :  (1)Penentuan  trase  perlu  dibuat melewati daratan yang beda elevasinya tidak signifikan untuk meminimalisir pembangunan struktur jembatan dan terowongan; (2)Penentuan emplasemen diharapakan mampu menampung  jumlah  penumpang  yang  akan  menggunakan transportasi kereta api; (3)Dalam perhitungan formasi badan jalan  dan  bantalan  diharapkan  terdapat  persyaratan  khusus untuk lebar sepur 1.435 yang beban gandarnya mencapai 22,5 ton;  (4)Perlu  dilakukan  kajian  geologi  agar  lebih  akurat terhadap desain yang direncanakan; (5)Program bantu yang digunakan  terbatas  dengan student  version ,  sebaiknya digunakan yang sudah berlisensi profesional.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Pemerintah  Provinsi  Kalimantan  Timur,  “Kondisi  Wilayah,”.
Samarinda: Pemerintah Provinsi Kalimantan Timur , 2019.
[2]  Direktorat  Jenderal  Perkeretaapian,  “Review  Rencana  Induk Perkeretaapian Nasional,” Jakarta: Direktorat
Jenderal
Perkeretaapian , 2018.
[3]  Komite  Percepatan  Penyediaan  Infrastruktur  Prioritas,  “Kereta  Api Kalimantan  Timur,”.  Jakarta: Komite  Percepatan  Penyediaan Infrastruktur Prioritas , 2019.
[4]  Kementerian  Perhubungan  RI, Peraturan  Menteri  Perhubungan Nomor 60 Tahun 2012 Tentang Persyaratan Teknis Jalur Kereta Api . Jakarta: Kementerian Perhubungan RI, 2012.
[5]  Perusahaan  Jawatan  Kereta  Api, Peraturan  Dinas  PJKA  Nomor  10 Tahun  1986  Tentang  Perencanaan  Konstruksi  Jalan  Rel .  Jakarta: Perusahaan Jawatan Kereta Api, 1986.
[6]  Kementerian  Perhubungan  RI, Peraturan  Menteri  Perhubungan Nomor 29 Tahun 2011 Tentang Persyaratan Teknis Bangunan Stasiun Kereta Api . Jakarta: Kementerian Perhubungan RI, 2011.