Железнодорожный путь - сложный комплекс линейных и сосредоточенных инженерных сооружений и обустройств, расположенных в полосе отвода, образующих дорогу с направляющей рельсовой колеёй. Железнодорожный путь состоит из верхнего и нижнего строения пути.
Железнодорожные пути делятся на главные, станционные и специального назначения. Главные пути - это пути, соединяющие станции или другие раздельные пункты. К станционным относятся: приёмо-отправочные, сортировочные, вытяжные, погрузочно-выгрузочные, ходовые, соединительные и др. Главные станционные пути являются продолжением путей прилегающих к станции перегонов и не имеют отклонений на стрелочных переводах. Приёмо-отправочные пути предназначены для приёма поездов на станцию, стоянки и отправления на перегон. На крупных станциях пути, предназначенные для выполнения однородных операций, объединяют в парки.
К путям специального назначения относят подъездные пути (промышленного железнодорожного транспорта), предохранительные и улавливающие тупики.
К верхнему строению относятся рельсы, шпалы, рельсовые скрепления, балластный слой (балластная призма). Рельсошпальная решётка состоит из двух рельсов, уложенных и прикреплённых к поперечным балкам - шпалам. Возможно крепление на специальные плиты, выполняющие ту же функцию, что и шпалы. Шпалы или плиты обычно укладываются на балластный слой, который может быть двухслойным или однослойным. Чаще используется двухслойная балластная призма, состоящая из основного слоя - щебня твёрдых пород, и расположенной под ним песчаной или песчано-гравийной подушки. Однослойная балластная призма может быть из щебня, песчано-гравийной смеси, отходов асбестового производства, песка, ракушечника, шлака. На мостах различаются балластная конструкция (на пролёте устраиваются специальные корыта для размещения балласта) и безбалластная - когда мостовые брусья или плиты крепятся непосредственно на мостовые конструкции.
К нижнему строению относятся земляное полотно и искусственные сооружения (мосты, трубы, путепроводы и т. д.).
Стандартная длина рельса в России 12,5 или 25 метров, однако в настоящее время на межстанционных перегонах и путях станций применяют так называемый бесстыковой путь - сварные плети из рельсов, достигающие 800 метров и более в длину. На дорогах России в 2004 году в пути лежали в основном рельсы марок Р65 (94,3%) и Р50 (3,5%) (приблизительно 65 кг и 50 кг на один погонный метр рельса, соответственно), на особо грузонапряженных линиях применяют тяжёлые марки рельсов - Р75 (1,2%). Практически не применяются лёгкие марки рельсов (1%) - Р43 и Р38.
Руководящий уклон железнодорожного пути очень незначителен (по сравнению с уклонами автомобильных дорог, например) и при проектировании новых линий не может превышать 12‰ на участках с тепловозной тягой или 15‰ на участках с электровозной тягой. Однако на уже существующих железных дорогах имеются уклоны до 25‰ и даже 30 ‰, на таких участках применяется кратная тяга (подталкивание).
Для соединения железнодорожных путей между собой используют стрелочные переводы, которые благодаря своей конструкции создают непрерывность рельсовой колеи и позволяют подвижному составу переходить с одного пути на другой. Сейчас большинство стрелочных переводов управляется централизованно, с поста электрической централизации (ЭЦ). Ранее стрелки вручную переводились дежурными стрелочных постов по указанию лица, руководящего маневровой или поездной работой.
1.1 Земляное полотно
Земляное полотно– это комплекс инженерных сооружений, которые служат основанием для верхнего строения пути и предназначены для обеспечения устойчивости пути, а также защиты от атмосферных и грунтовых вод. Земляное полотно должно быть прочным долговечным и устойчивым.
Местность, по которой проходит участок железной дороги, характеризуется рельефом и естественным уклоном. Земляное полотно предназначено для выравнивания неровностей местностей при строительстве железных дорог. В поперечном сечении земляное полотно может представлять собой (рисунок 1):
а) насыпь – если основная площадка земляного полотна проходит выше земной поверхности;
б) выемку – если основная площадка расположена ниже поверхности земли;
в) полунасыпь – если основная площадка с одной стороны совпадает с поверхностью земли, а с другой – выше нее;
г) полувыемку – если основная площадка с одной стороны совпадает с поверхностью земли, а с другой – ниже нее;
д) полунасыпь - полувыемку – если основная площадка с одной стороны выше уровня земли, а с другой – ниже;
е) нулевоеместо – место, где насыпи переходят в выемки или наоборот, а основная площадка расположена на уровне земли.
а- насыпь; б- выемка; в- полунасыпь; г- полувыемка;
д- полунасыпь-полувыемка; е- нулевое место
Рисунок 1 - Типы поперечного профиля земляного полотна