Setelah lapisan landasan sebagai pondasi jalan rel KA selesai dibangun, tahap berikutnya adalah membangun trek rel KA. Perlu diketahui bahwa pada setiap komponen mempengaruhi kualitas rel KA itu sendiri. Gambar di bawah ini adalah skema konstruksi jalan rel KA beserta komponen-komponennya.
1. BATANGAN BESI BAJA
Batang rel terbuat dari besi ataupun baja bertekanan tinggi, dan juga mengandung karbon, mangan, dan silikon. Batang rel khusus dibuat agar dapat menahan beban berat (axle load) dari rangkaian KA yang berjalan di atasnya. Inilah komponen yang pertama kalinya menerima transfer berat (axle load) dari rangkaian KA yang lewat.
Tiap potongan (segmen) batang rel memiliki panjang 20-25 m untuk rel modern, sedangkan untuk rel jadul panjangnya hanya 5-15 m tiap segmen. Batang rel dibedakan menjadi beberapa tipe berdasarkan berat batangan per meter panjangnya. Di Indonesia dikenal 4 macam batang rel, yakni R25, R33, R42, dan R54. Misalkan, R25 berarti batang rel ini memiliki berat rata-rata 25 kilogram/meter. Makin besar “R”, makin tebal pula batang rel tersebut.
Perbedaan tipe batang rel mempengaruhi beberapa hal, antara lain
- Besar tekanan maksimum (axle load) yang sanggup diterima rel saat KA melintas
- Kecepatan laju KA yang diijinkan saat melewati rel
Semakin besar “R”, maka makin besar axle load yang sanggup diterima oleh rel tersebut, dan KA yang melintas di atasnya dapat melaju pada kecepatan yang tinggi dengan stabil dan aman. Tipe rel paling besar yang digunakan di Indonesia adalah UIC R54 yang digunakan untuk jalur KA yang lalu lintasnya padat, seperti lintas Jabodetabek dan lintas Trans Jawa. Tak ketinggalan lintas angkutan batubara di Sumsel-Lampung yang memiliki axle load paling tinggi di Indonesia.
2. BANTALAN REL
Bantalan rel (sleepers) dipasang sebagai landasan dimana batang rel diletakkan dan ditambatkan. Bantalan rel berfungsi :
- Meletakkan dan menambat batang rel
- Menjaga kelebaran trek (track gauge, adalah ukuran lebar trek rel. Indonesia memiliki track gauge 1067 mm) agar selalu konstan, dengan kata lain agar batang rel tidak meregang atau menyempit
- Menumpu batang rel agar tidak melengkung ke bawah saat dilewati rangkaian KA, sekaligus
- Mentransfer axle load yang diterima dari batang rel dan plat landas untuk disebarkan ke lapisan batu ballast di bawahnya. Oleh karena itu bantalan harus cukup kuat untuk menahan batang rel agar tidak bergesar, sekaligus kuat untuk menahan beban rangkaian KA. Bantalan dipasang melintang dari posisi rel pada jarak antarbantalan maksimal 60 cm
Ada tiga jenis bantalan, yaitu
- Bantalan Kayu (Timber Sleepers), terbuat dari batang kayu asli maupun kayu campuran, yang dilapisi dengan creosote (minyak pelapis kayu) agar lebih awet dan tahan jamur.
- Bantalan Plat Besi (Steel Sleepers), merupakan bantalan generasi kedua, lebih awet dari kayu. Bantalan besi tidak dipasang pada trek yang ter-eletrifikasi maupun pada trek yang menggunakan persinyalan elektrik.
- Bantalan Beton Bertulang (Concrete Sleepers), merupakan bantalan modern saat ini, dan paling banyak digunakan karena lebih kuat, awet, murah, dan mampu menahan beban lebih besar daripada dua bantalan lainnya.
Perbandingan umur bantalan rel KA yang dipergunakan dalam keadaan normal dapat ditaksir sebagai berikut :
- Bantalan kayu yang tidak diawetkan: 3-15 tahun.
- Bantalan kayu yang diawetkan: 25-40 tahun.
- Bantalan besi baja: sekitar 45 tahun.
- Bantalan beton: diperkirakan 60 tahun.
3. PLAT LANDAS
Pada bantalan kayu maupun besi, di antara batang rel dengan bantalan dipasangi Tie Plate (plat landas), semacam plat tipis berbahan besi tempat diletakkannya batang rel sekaligus sebagai lubang tempat dipasangnya Penambat (Spike). Sedangkan pada bantalan beton, dipasangi Rubber Pad, sama seperti Tie Plate, tapi berbahan plastik atau karet dan fungsinya hanya sebagai landasan rel, sedangkan lubang / tempat dipasangnya penambat umumnya terpisah dari rubber pad karena telah melekat pada beton.
Fungsi plat landas selain sebagai tempat perletakan batang rel dan juga lubang penambat, juga untuk melindungi permukaan bantalan dari kerusakan karena tindihan batang rel, dan sekaligus untuk mentransfer axle load yang diterima dari rel di atasnya ke bantalan yang ada tepat dibawahnya.
4. PENAMBAT REL
Fungsinya untuk menambat / mengaitkan batang rel dengan bantalan yang menjadi tumpuan batang rel tersebut, agar batang rel tetap menyatu pada bantalannya, dan menjaga kelebaran trek (track gauge). Jenis penambat yang digunakan bergantung kepada jenis bantalan dan tipe batang rel yang digunakan. Ada dua jenis penambat rel, yakni Penambat Kaku dan Penambat elastis.
Penambat kaku misalnya paku rel, mur, baut, sekrup, atau menggunakan tarpon yang dipasang menggunakan pelat landas. Umumnya penambat kaku ini digunakan pada jalur kereta api tua. Karakteristik dari penambat kaku adalah selalu dipasang pada bantalan kayu atau bantalan besi. Penambat kaku kini sudah tidak layak digunakan untuk jalan rel dengan frekuensi dan axle load yang tinggi. Namun demikian tetap diperlukan sebagai penambat rel pada bantalan kayu yang dipasang pada jalur wesel, jembatan, dan terowongan.
Penambat elastis dibuat untuk menghasilkan jalan rel KA yang berkualitas tinggi, yang biasanya digunakan pada jalan rel KA yang memiliki frekuensi dan axle load yang tinggi. Karena sifatnya yang elastis sehingga mampu mengabsorbsi getaran pada rel saat rangkaian KA melintas, oleh karena itu perjalan KA menjadi lebih nyaman dan dapat mengurangi resiko kerusakan pada rel maupun bantalannya. Selain itu penambat elastis juga dipakai pada rel yang disambungan dengan las termit (istilahnya Continuous Welded Rails, karena sambungan rel dilas sehingga tidak punya celah pemuaian) karena kemampuannya untuk menahan batang rel agar tidak bergerak secara horizontal saat pemuaian. Penambat elastis inilah yang sekarang banyak digunakan, terutama pada bantalan beton, meskipun ada juga yang digunakan pada bantalan kayu dan bantalan besi.
Berbagai macam penambat elastis, antara lain:
- Penambat Pandrol E-Clip produksi Pandrol Inggris
- Penambat Pandrol Fastclip produksi Pandrol Inggris
- Penambat Kupu-kupu produksi Vossloh
- Penambat DE-Clip produksi PT. Pindad Bandung
- Penambat KA Clip produksi PT. Pindad Bandung.
Yang digunakan di Indonesia adalah E-Clip, DE-Clip, dan KA Clip.
5. PLAT BESI PENYAMBUNG
Merupakan plat besi dengan panjang sekitar 50-60 cm, yang berfungsi untuk menyambung dua segmen/potongan batang rel. Pada plat tersebut terdapat 4 atau 6 lubang untuk tempat skrup/baut (Bolt) penyambung serta mur nya (Nut). Batang rel biasanya hanya memiliki panjang sekitar 20-25 meter tiap potongnya, sehingga perlu komponen penyambung berupa plat besi penyambung beserta bautnya. Pada setiap sambungan rel, terdapat celah pemuaian (Expansion Space), sehingga saat rangkaian KA lewat akan terdengar bunyi “jeg-jeg…jeg-jeg” dari bunyi roda KA yang melewati celah pemuaian tersebut.
Penyambungan rel menggunakan komponen-komponen di atas dikenal sebagai Metode Sambungan Tradisional (Conventional Jointed Rails). Saat ini telah dikenal metode penyambungan rel dengan Las Termit, yang disebut dengan Continuous Welded Rails (CWR). Dengan metode CWR, tiap 2 sampai 4 potong batang rel dapat dilas menjadi satu rel yang panjang tanpa diberi celah pemuaian, sehingga tiap CWR memiliki panjang sekitar 40-100 m.
CWR biasanya diterapkan pada jalur dengan kecepatan laju KA yang tinggi, karena permukaan rel menjadi lebih rata dan halus sehingga rangkaian KA dapat lewat dengan lebih nyaman. Penerapan CWR juga mengurangi resiko rusaknya roda KA, karena roda KA akan “njeglong” atau “tersandung” saat melewati celah pemuaian. Lalu bagaimana dengan pemuaian batang rel? hal ini dapat disiasati dengan menggunakan penambat elastis yang mampu menahan gerakan pemuaian batang rel (gerakan mendatar dimana batang rel akan meregang saat panas dan menyusut saat dingin). Jika penambatnya berupa penambat kaku, bisa disiasati dengan memasang rail anchor.
6. RAIL ANCHOR
Rail anchor digunakan pada rel yang disambung secara CWR. Fungsinya untuk menahan gerakan pemuaian batang rel, karena pada sambungan CWR tidak terdapat celah pemuaian.
Pada gambar di bawah, rail anchor dipasang di bawah permukaan batang rel tepat disamping bantalan agar dapat menahan gerakan pemuaian rel. Rail anchor tidak dipasang pada rel yang ditambat dengan penambat elastic, karena fungsinya sama seperti penambat elastis, yakni untuk mencegah gerakan pemuaian batang rel. Jadi, rail anchor dipasang bersama dengan penambat kaku pada bantalan kayu atau besi.
