Места соединения рельсов между собою называются стыками, которые бывают болтовые, клееболтовые и сварные. В болтовых стыках (рис. 13) между стыками рельсов имеются зазоры для возможности изменения длины рельсов при изменении температуры их нагрева. В клееболтовых стыках накладки приклеиваются к рельсам специальным клеем и стягиваются между собой через шейку рельса ботами. В сварных стыках обеспечивается непрерывность рельсовых нитей в пределах одной рельсовой плети.
По отношению к опорам (шпалам) различают стыки на шпале, навесу и на сдвоенных шпалах. Всеобщее распространение получили стыки навесу, как более упругие, что обеспечивает снижение силы удара колеса на стыках. На участках автоблокировки и с электрической тягой для уменьшения сопротивления прохождения сигнального тока через стык ставят стыковые соединения (две оцинкованные проволоки диаметром 5 мм), а для пропуска по рельсам обратного тягового тока с минимальным сопротивлением в стыках ставят приварные соединения из медного троса сечением 70 мм2 при постоянном и 50 мм2 при переменном токе. В створе с входными, выходными, проходными и маневровыми светофорами на стрелочных переводах устанавливаются изолирующие стыки для предотвращения прохода электротока от одного из соединенных рельсов к другому. На дорогах России наибольшее распространение получили изолирующие стыки с металлическими объемлющими накладками. Изоляция рельсов достигается постановкой специальных прокладок под накладки и подкладки, а также втулок из фибры, текстиля или полиэтилена на соединительные болты. В зазор между рельсами также вставляется изолирующая прокладка. Для крепления рельсов к шпалам применяются промежуточные скрепления, которые бывают подкладочными и бесподкладочными (без металлических подкладок под рельсами). Кроме того, бывают не противоугонные скрепления, у которых прикрепители не создают достаточного нажатия на подошву рельса и тем самым не обеспечивают необходимой продольной связи рельса со шпалами, а также противоугонные, у которых с помощью упругих элементов создается необходимое нажатие на подошву рельса, предотвращающее его проскальзывание по шпалам под проходящими поездами. При непротивоугонных скреплениях на подошве рельса укрепляется дополнительное устройство (противоугон), препятствующее продольной сдвижке рельсов. Наибольшее распространение получили пружинные противоугоны (рис. 14), которые ставятся в количестве 18—44 пар на 25-метровом рельсовом звене (два рельса).
Противоугонные скрепления бывают болтовыми и безболтовыми. Подкладочные скрепления подразделяются на раздельные, нераздельные и смешанные. В раздельном скреплении рельс к подкладке и подкладка к шпале прикрепляются разными прикрепителями, а в нераздельном скреплении рельс с подкладкой соединяется со шпалой одними и теми же прикрепителями. В смешанном скреплении рельс через подкладку соединяется со шпалой, а подкладка, кроме того, самостоятельно прикрепляется к шпале. На пути с деревянными шпалами в настоящее время применяются смешанное скрепление типа Д0 и раздельные скрепления типов КД и Д4, в которых рельс прижат к подкладке двумя клеммами с помощью натяжных болтов. При скреплениях типа ДО на прямых и кривых радиусом больше 1200 м рельсы пришиваются костылями на каждом конце промежуточной шкалы четырьмя костылями, а на стыковой шпале пятью костылями. В кривых радиусами менее 1200 м, на мостах, в тоннелях и на 
участках скоростного движения свыше 120 км/ч на всех шпалах рельсы прошиваются пятью костылями. На пути с железобетонными шпалами применяются раздельное скрепление типа КБ подкладочное, нераздельное скрепление типа БП и бесподкладочное типа ЖБР Предполагается также применять в дальнейшем анкерное рельсовое скрепление (АРС), характеризующееся высокой надежностью и стабильностью рельсовой колеи, малодетальностью (отсутствуют резьбовые детали), простотой сборки и эксплуатации экономичностью (экономится около 15 т металла на каждом 
километре пути).
Скрепление АРС-4. Этот узел скрепления обеспечивает регулировку положения рельса по высоте до 20—24 мм; является по своим параметрам конкурентоспособным лучшим зарубежным скреплениям типов Vossloh, PAN-DROL, Nabla и др.
Подрельсовые опоры
Подрельсовые опоры предназначены для восприятия вертикальных, боковых и продольных сил от рельсов и передачи их на балластный слой, для обеспечения стабильности ширины рельсовой колеи, подуклонки рельсовых нитей из-за коничности поверхности катания колес, для обеспечения совместно с балластным слоем стабильного пространственного положения рельсовой колеи в плане и профиле.
Подрельсовые опоры устраивают в виде шпал и брусьев (на стрелочных переводах и металлических мостах). На искусственных сооружениях применяются блочные основания безбалластного типа из железобетона (в виде плит — на мостах, малогабаритных рам — в тоннелях). Основным материалом для шпал и брусьев являются дерево и железобетон, а на отдельных больших мостах — металлические брусья. Металлические шпалы на отечественных железных дорогах не применяются из-за подверженности интенсивной коррозии, электрической проводимости, шумообразования и более сложной технологии подготовки и уплотнения балласта.
Количество шпал на 1 км пути (эпюра шпал) нормируется исходя из условий выравнивания давления в балластном слое по его глубине, а также обеспечения необходимой сопротивляемости рельсошпальной решетки продольному и поперечному сдвигу по балласту. На прямых и кривых более 1200 м эпюра шпал 1840 шт./км, а в кривых менее 1200 м — 2000 шт/км. На путях пятого класса (подъездные пути и соединительные пути на станциях) допускается эпюра шпал 1440 шт./км на прямых и 1600 шт./км в кривых радиусом менее 650 м.
Наибольшее распространение на железных дорогах нашей страны получили деревянные шпалы (70 % развернутой длины главных путей МГТС). Вследствие их малого веса, удобства крепления рельсов, хороших изоляционных свойств из-за пропитки антисептиками. Шпалы изготавливаются из сосны, ели, пихты, лиственницы, кедра, березы, а на железных дорогах США, Японии, ФРГ шпалы делают из дуба и бука, их срок службы не менее 30—40 лет. По форме поперечного сечения деревянные шпалы делятся на обрезные (пропилены четыре стороны)(а), полуобрезные (пропилены три стороны)(б) и необрезные (пропилены две стороны)(в) (рис.15). Стрелочные деревянные брусья бывают обрезные (а) и необрезные (в), шириной внизу 250 мм, поверху 200 мм и высотой 180 мм. Мостовые брусья только обрезные. Длина деревянных шпал — 2,75 ± 2 см, стрелочных брусьев — от 3 до 5,5 м; мостовых брусьев — 3,25 м.В зависимости от назначения деревянные шпалы и стрелочные брусья изготавливаются трех типов, отличающихся размерами поперечного сечения: I — для главных путей; II — для станционных и подъездных путей; III — для малодеятельных подъездных путей промышленных предприятий.
В 1959 г. на отечественных железных дорогах началась массовая укладка железобетонных шпал, в настоящее время общее протяжение таких путей составляет 48,8 тыс. км, в том числе на главных путях МГТС России — 37,3 тыс. км. Современная железобетонная шпала (рис.16) — цельнобрусковая из предварительно напряженного железобетона, армированная высокопрочной проволокой, соответствует требованиям ГОСТ 10629-88 и ТУ 5864-019-11337151-95. Промышленностью серийно выпускаются железобетонные шпалы типа Ш-1-1 для раздельного клеммно-болтового скрепления КБ, изготовленные из тяжелого бетона класса по прочности на сжатие В40 (М500) и марки F200 (Мрз200). В качестве арматуры применяется стальная проволока диаметром 3 мм, натянутая с усилием 8,1 кН; номинальное число проволок в шпале 44.
В зависимости от трещиностойкости, точности геометрических параметров и качества бетонных поверхностей шпалы бывают первого и второго сорта. Шпалы второго сорта укладываются на малодеятельных, станционных и подъездных путях.
Железобетонные шпалы более долговечны, чем деревянные (45—50 лет вместо 12—15 у деревянных шпал); создают равнопрочность пути, имеют высокие механические свойства и создают лучшую устойчивость пути. К недостаткам железобетонных шпал следует отнести большую их массу (250—265 кг), значительную токопроводность, сложность прикрепления рельсов к шпале, высокую жесткость прикрепления, которую можно уменьшить путем укладки под прокладки и под рельс специальных амортизирующих прокладок из резины толщиной 10—20 мм или другого упругого материала. Во избежание изломов железобетонных шпал из-за больших просадок и деформаций они укладываются только на щебеночный или асбестовый балласт.
Балластный слой
На железных дорогах России применяются два принципиально различных типа железнодорожного пути; с балластным слоем и без него. Сферы рационального применения пути безбалластного типа ограничиваются недеформируемым нижним строением пути (большие металлические мосты, тоннели, эстакады). На отечественных железных дорогах общего пользования с грунтовым земляным полотном (более 99 % протяжения пути) верхнее строение пути с балластным слоем является единственной конструкцией, применяемой как по техническим, так и экономическим показателям. Балластный слой воспринимает давления от шпал (брусьев) и распределяет его практически равномерно на возможно большую площадь земляного полотна; обеспечивает стабильное положение рельсошпальной решетки; участвует в формировании оптимальной упругости подрельсового основания. В качестве балласта применяются щебень, отходы асбестового производства, гравий, галечно-гравийная смесь, крупно- или среднезернистый песок. На щебеночный и асбестовый балласт укладываются главные пути, стрелочные переводы и горловины, приемо-отправочные пути станций, пути на горбах сортировочных горок и горочно-стрелочные переводы. Песчаный балласт не создает устойчивости пути и плохо отводит от него воду, поэтому он применяется в основном на малодеятельных участках пути (грузонапряженность до 25 млн т-км в год). Асбестовый балласт применяется в основном на сильно засоряемых участках пути, так как на поверхности балласта образуется при смачивании дождем корочка, препятствующая проникновению засорителей внутрь балласта. Однако он не является экологически чистым и опасен для здоровья при вдыхании мелких волокон. Балласт укладывается на земляное полотно в форме балластной призмы, которая бывает однослойная, двухслойная (щебеночный или асбестовый балласт поверх песчаной подушки); трехслойная (асбестовый балласт поверх щебеночной призмы на песчаной подушке). Для железнодорожных путей установлены типовые поперечные профили балластной призмы или балластного слоя (рис. 17)
Стрелочные переводы
Соединение и пересечение путей — это особые устройства верхнего строения пути, служащие для передвижения по ним поездов или отдельных экипажей с одного рельсового пути на другой, поворота экипажа на 180°, а также для пересечения путей в одном уровне. По количеству и расположению в плане пересекающихся путей могут быть одиночные стрелочные переводы, перекрестные стрелочные переводы, глухие пересечения, съезды, стрелочные улицы и сплетения путей. Одиночные стрелочные переводы разделяются на обыкновенные (рис.18, а), симметричные (рис18, б), разносторонние несимметричные (рис.18, в), несимметричные односторонней кривизны (рис.18, г).
Основными элементами обыкновенного стрелочного перевода (рис.19) являются: стрелка с переводными механизмами, крестовина с контррельсами, соединительные пути, переводные брусья или другое подрельсовое основание.
Стрелка состоит из двух рамных рельсов, двух остряков, двух комплектов корневых устройств, переводного механизма с внешними замыкателями остряков, опорных и упорных приспособлений, скреплений. Отношения ширины сердечника крестовины в ее корне к длине сердечника до математического центра или тангенс угла а крестовины называется маркой крестовины и стрелочного перевода, обозначается 1/N, где N— число марки. Согласно ПТЭ (Правила технической эксплуатации) на отечественных железных дорогах применяются стрелочные переводы марок: 1/11 — главные и приемо-отправочные пути; 1/9 — перекрестные и одиночные переводы; переводы, по которым приходят пассажирские поезда по прямому пути; приемо-отправочные пути для грузовых поездов; 1/6 — симметричные переводы. Крестовина предназначена для безопасного пропуска подвижного состава в местах пересечения рельсовых нитей. Наиболее узкое пространство между усовиками называется горлом крестовины, а промежуток между горлом крестовины и острием сердечника — вредным или мертвым пространством. Крестовина по форме в плане может быть криволинейной (криволинейное очертание по боковому пути как продолжение переводной кривой) и прямолинейной. Криволинейная крестовина дает возможность увеличить радиус переводной кривой до 300 м при марке 1/9. Однако устройство ее сложнее, чем прямолинейной крестовины.
Двойные стрелочные переводы, называемые также тройниками, бывают симметричные (рис. 20) и несимметричные.
В местах пересечения двух путей, по каждому из которых необходимо обеспечить независимое движение, устраивается глухое пересечение, которое применяется на станциях и на промышленных путях. В зависимости от угла пересечения рельсовых путей глухое пересечение бывает прямоугольное (рис21) и косоугольное, или ромбическое (рис.22). Прямоугольное глухое пересечение (см. рис.21) состоит из четырех крестовин 7, четырех контрельсов 2, одного замкнутого по контуру контрельса 3 и ряда более мелких деталей. Косоугольное глухое пересечение путей бывает с одинаковой или разной шириной колеи; применяется в основном глухое пересечение двух прямолинейных путей с одинаковой шириной колеи. Глухое пересечение (см. рис.22) состоит из двух острых крестовин 1, двух тупых крестовин 2, рельсов 3 и переводных брусьев.
Прямоугольное глухое пересечение (см. рис.21) состоит из четырех крестовин 7, четырех контрельсов 2, одного замкнутого по контуру контрельса 3 и ряда более мелких деталей. Косоугольное глухое пересечение путей бывает с одинаковой или разной шириной колеи; применяется в основном глухое пересечение двух прямолинейных путей с одинаковой шириной колеи. Глухое пересечение (см. рис.22) состоит из двух острых крестовин 1, двух тупых крестовин 2, рельсов 3 и переводных брусьев. Такой перевод заменяет собой систему, состоящую из двух обыкновенных стрелочных переводов. Длина перекрестного перевода почти в два раза меньше длины двух одиночных переводов. Такие переводы выгодно устраивать в стесненных условиях, особенно на тупиковых пассажирских станциях.
Перекрестный стрелочный перевод состоит из двух острых крестовин с контррельсами, двух тупых крестовин с контррельсами, четырех пар остряков, соединительных рельсов и переводных брусьев.
Съезды представляют собой соединение двух близлежащих рельсовых путей посредством стрелочных переводов, а иногда и глухих пересечений. Съезды бывают нормальными между двумя прямыми параллельными, сокращенными между двумя прямыми параллельными путями, нормальными и сокращенными перекрестными между двумя прямыми непараллельными путями.
Сплетение путей (рис.23) представляет собою совмещение двух путей, при котором в местах пересечения рельсовых нитей сплетаемых путей укладываются крестовины, а рельсовые нити на длине сплетения размещаются на общих поперечинах.
К сплетению путей прибегают в случаях выполнения сложных длительных работ по реконструкции пути или искусственных сооружений на одном из путей двухпутного участка.
Стрелочной улицей называется путь, на котором расположен ряд стрелочных переводов, а иногда и глухих пересечений. Различают оконечные (I категории) и промежуточные или серединные (II категории) стрелочные улицы.
Перевод остряков стрелочных переводов из одного положения в другое осуществляется с помощью специальных устройств, включаемых в механическую или электрическую централизацию стрелок, или ручными переводными механизмами. Наиболее широко распространены и планируются на перспективу устройства электрической централизации с электроприводами. Они бывают врезные серии СПВ-5 и СПВ-6 и неврезные серии СП и СПГ.
Для повышения безопасности движения подвижного состава должно быть обеспечено контролируемое замыкание прижатого к рамному рельсу остряка. В электроприводах для этой цели имеется система внутреннего замыкания, обеспечивающая запирание рабочего шибера в его крайних положениях, а через него и систему тяг — запирание остряков. Толщина балластного слоя под шпалой должна быть от 25 до 55 см в зависимости от материала балласта, грунта земляного полотна, шпал, класса линии, а толщина песчаной подушки под щебнем должна быть не менее 20—25 см в зависимости от класса линий. При скальных, крупнобломочных и песчаных грунтах земляного полотна подушка не делается.