Raïl

Al començament del transport per ferrocarril es van fer servir raïls amb dos caps, amb la intenció que fossin usats novament una vegada que el cap en servei arribés al seu límit de desgast. Posteriorment, es va veure que aquesta operació no era possible, atès que, en invertir la seva posició, no resultaven aptes per al trànsit a causa del desgast ocasionat pels dorments en la superfície de suport, i es va adoptar el perfil actual, denominat Vignole, el qual consta d'una cara inferior ampla, destinada al suport sobre els dorments, i una cara superior, més estreta i de més altura, destinada a guiar i sostenir les rodes.

En llocs on coexisteix el trànsit carreter amb el trànsit ferroviari s'ha de pavimentar la superfície, sent usual que s'utilitzin raïls de tipus Vignole modificats mitjançant una gola, la qual permet que es desplaci per ella la pestanya de les rodes del material ferroviari, alhora que actua com a límit del paviment.

En grues és comuna emprar un perfil específic, denominat Burdach, amb una forma més aplatada i ampla que en el perfil Vignole.

• Cap: Part superior, que s'utilitza com a element de rodament.
• Patí: Base, d'amplària major que el cap, la superfície inferior és plana per al seu suport a la travessa.
• Ànima: Part de poc gruix que uneix el cap amb el patí.

• Raïl lleuger: És aquell el pes del qual no excedeix dels 40 kg per metre lineal. S'usa en línies per les quals circulen trens sense excessiu pes o que transporten càrregues lleugeres, i la velocitat no és alta. Per exemple, en els ferrocarrils miners o els tramvies.
• Raïl pesant: El seu pes oscil·la entre els 40 i els 60 kg per metre lineal. S'utilitzen quan augmenten els requisits de velocitat, seguretat i càrrega màxima a transportar. Principalment, s'empra en ferrocarrils de mercaderies o passatgers i metropolitans, i també línies d'alta velocitat.

• Resistir directament les tensions que rep del material rodant i transmetre-les, al seu torn, als altres elements que componen l'estructura de la via.
• Realitzar el guiat de les rodes en el seu moviment.
• Servir de conductor del corrent elèctric per a la senyalització i la tracció en les línies electrificades.

• La superfície de rodament ha de ser tan llisa possible per reduir la fricció, però alhora, tingui rugositat per millorar l'adherència roda carril.
• Característiques geomètriques han de trobar dins de l'interval que delimita una calçada de bona qualitat, amb elevada rigidesa, però ha d'absorbir l'energia en forma de deformació elàstica.
• El seu pes és desitjable per tenir elevades càrregues per eix, velocitats i per mantenir la seguretat, però el cost augmenta, encara que també es redueixen costos de manteniment, major durada i menor resistència a l'avanç de les rodes. Se sol usar la fórmula de Shajunianz per buscar el pes òptim del carril.

• El cap del raïl ha de tenir un ample i altura suficient segons les càrregues i la pestanya. El contacte en el rodament no ha de ser puntual, repartint els esforços per evitar desgastos, i per això la inclinació del cap és d'1/20, compromís entre la circulació en recta i en corba.
• El gruix de l'ànima del raïl ha de transmetre les sol·licitacions del cap cap al patí, tenint en compte la corrosió i les sol·licitacions transversals.
• L'amplada del patí dona la rigidesa per a una repartició correcta de la càrrega sense volteig del raïl, sent la relació altura-amplada òptima entre 1,1 i 1,2. La relació gruix/ample del patí ha de ser inferior a 0,075, i el gruix exterior superior a 11 mm per evitar refredaments irregulars en cas de soldadura.
• A més, també cal un equilibri tèrmic entre cap i patí per evitar deformacions o tensions residuals després de la laminació o soldadura. Això s'aconsegueix amb una relació cap-patí 1:1. També es busquen ràdios d'acord grans (sense perjudicar el comportament de servei) per evitar concentracions de tensions en la laminació del raïl, el que assegura així mateix una millor expansió i més regular de la flama de preescalfat a les soldadures. El radi d'arestes exteriors serà major o igual a 3 mm i el seu ample inferior a 160 mm per raons de laminació.

Pel que fa a la duresa dels raïls, ha de coincidir amb la de les rodes, sent la duresa interna 341HB o superior. Aquesta duresa depèn del tractament superficial (estructura microperlítica) i dels compostos de l'acer dels raïls, que són: el ferro, carboni, silici, sofre, fòsfor, arsènic i altres minerals i impureses.