К статье ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА
Из всех видов транспортных магистралей только железные дороги и трубопроводы располагаются на земельных полосах, отчуждаемых в частное владение или пользование, причем железным дорогам земля обычно передается сразу и навсегда. Именно частная собственность на землю на своей трассе принципиально выделяет железные дороги США среди других транспортных артерий, которые пролегают не по своим владениям (например, перевозки автомобильным и водным транспортом осуществляются соответственно по шоссе и водным путям, являющимся государственным или общественным достоянием).
На отведенной железной дороге полосе земли размещаются рельсовые пути - один или два (а то и больше - три и т.д.). Более двух путей прокладывают там, где ожидается оживленное движение, - например, вблизи крупных городов. Однако большую часть суммарной длины железных дорог всего мира составляют однопутные дороги, по которым ходят поезда в обоих направлениях; такие дороги оснащаются системами сигнализации и разъездами, обеспечивающими безаварийное движение.
Сам путь делается во всем мире по единому образцу - стальные рельсы укладываются на поперечные лаги (деревянные или железобетонные шпалы), заглубленные в балласте. Пути в разных местах весьма различаются по прочности и конструкции в зависимости от напряженности транспортного потока, скорости и тяжести проходящих по ним поездов. Так, вес 1 м рельса может составлять от 25 кг (в путях для легких, низкоскоростных и редких поездов) до 69 кг (там, где интенсивность и грузонапряженность движения велики). Габариты шпал, промежутки между ними и глубина засыпки балласта тоже зависят от условий движения: на основных магистралях толщина балластной подушки больше, шпалы крупнее и уложены ближе друг к другу, чем на второстепенных дорогах или ветках.
Рельс. Почти все рельсы в поперечном сечении имеют тавровый (Т-образный) профиль с плоским основанием, узкой вертикальной стенкой и слегка скругленной по верхним краям прямоугольной головкой. В развитых странах сварные рельсы заменили ранее применявшиеся рельсы длиной 12 м, скреплявшиеся на стыках двухголовными накладками с болтами и гайками. Такие рельсы обеспечивают более безопасное движение составов без вертикальной тряски на стыках; именно стыки быстрее всего изнашивались, и их упразднение существенно снизило объемы ремонтных работ. Обычно между шпалой и основанием рельса вставляется стальная подкладка, чем обеспечиваются более прочное скрепление рельса со шпалой и уменьшение износа из-за динамических ударных нагрузок от подвижного состава.
Шпалы и балласт. В Западной Европе, Японии и других местах, где лесоматериалов мало и они дороги, шпалы обычно делают из железобетона. В США до сих пор широко применяются деревянные шпалы со специальной пропиткой.
Балласт выполняет двоякую роль: он служит подушкой пути и дренирующим слоем для отвода дождевой воды с полотна. Обычно наилучшим балластом считается щебень из твердых скальных пород, раздробленных на куски размерами около 5 см, но в качестве балласта можно использовать также отходы горнодобывающей промышленности, гальку, гравий и другие подобные материалы.
В итоге верхнему строению придается некоторая упругость, благодаря чему рельсовый путь при движении по нему поездов слегка смещается вверх-вниз, подобно пружине. Тем не менее на станциях, в тоннелях и на мостах рельсовый путь укладывается на жесткое основание из стали или бетона.
Ширина рельсовой колеи. Ширина колеи не одна и та же повсюду. Стандартная колея шириной 1,435 м принята почти везде в Северной Америке и на основных железнодорожных магистралях стран Западной Европы. Она же характерна для Китая и многих других районов мира. Разновидности широкой колеи (с расстоянием между рельсами пути от 1,52 до 1,68 м) типичны для республик бывшего СССР, Аргентины, Чили, Финляндии, Индии, Ирландии, Испании и Португалии. Пути с более узкой колеей (от 0,6 до 1,07 м) обычны для Азии, Африки, Южной Америки, а также для второстепенных железных дорог Европы, особенно в гористой местности, и лесовозных дорог России.
Кривизна пути и уклоны. Нельзя проложить железную дорогу вообще без поворотов, спусков и подъемов, но все они снижают эффективность перевозок, ибо приводят к ограничениям скорости, длины и веса поездов и к необходимости вспомогательной тяги. В связи с этим при строительстве железных дорог обычно используются все возможности для того, чтобы сделать дорогу прямее и ровнее.
Уклоны на большинстве железнодорожных магистралей не превышают 1% (т.е. перепад уровня полотна дороги 1 м на ее длине 100 м) от длины по горизонтали. Уклоны, превосходящие 2%, на главных железных дорогах встречаются редко, хотя в горах бывают и более 3%. Подъем в 4% для обычного локомотива практически неодолим, но с ним легко справляется локомотив, оснащенный колесом с механизмом зубчатого зацепления с кремальерой пути.
Мосты и тоннели. Количество изгибов дороги и уклонов на ней зачастую можно уменьшить, наводя мосты и прокладывая тоннели, которые необходимы также при пересечении железнодорожными путями рек, автомобильных шоссе и городских районов. Самые длинные в мире тоннели - Сейкан (53,85 км, соединяет японские острова Хонсю и Хоккайдо), тоннель под Ла-Маншем (52,5 км, проложен между городами Фолкстон (Англия) и Кале (Франция)) и Дай-Шимицу (22,2 км) на железной дороге между Токио и Ниигатой (Япония).