Рельсы являются одним из основных элементов конструкции пути и во многом определяют его текущее содержание. Поскольку от рельсов зависит безопасность движения поездов, то в разработке их конструкции одновременно принимают участие как специалисты по рельсам, так и научные работники и металлурги. Несомненно, ни один элемент конструкции железных дорог так тщательно не исследуется, как рельс; на исследовательскую работу ежегодно ассигнуются значительные суммы. В США большей частью научно-исследовательская работа финансируется Ассоциацией американских железных дорог совместно с заводами-изготовителями. Контроль за исследовательской работой осуществляет Рельсовый комитет AREA и Технический комитет по рельсам и стыковым накладкам Американского института железа и стали.
Конструкция рельсов и методы их прокатки
Увеличение радиусов, которыми очерчиваются поверхность головки и верхние выкружки шейки, привело к значительному улучшению профиля рельса; этим путем было достигнуто более благоприятное распределение нагрузки и заметное снижение напряжений. В улучшенном профиле рельса напряжения под головкой не превышают предела усталости рельсовой стали. Для снижения напряжений в шейке и уменьшения количества изломов по болтовым отверстиям было увеличено расстояние от болтовых отверстий до торцов рельсов. Однако и после этого изломы по болтовым отверстиям не прекратились. В течение последних нескольких лет внимание научных работников было направлено на устранение заусенцев, остающихся после просверливания болтовых отверстий, так как, по-видимому, эти заусенцы и служат причиной зарождения начальных трещин.
Для получения более долговечных и прочных рельсов изменениям подверглись и методы их изготовления. Для улучшения качества шихты железная руда обогащалась промыванием, осаждением магнитным способом, путем флотации, спекания, а также и другими способами. Присутствие в печи мелких частиц железной руды нежелательно, так как вместе с потоком газов они могут вылететь через дымовую трубу до того, как из них будет выплавлено железо. Спекание и агломерация делают частицы руды более крупными.
Если крышки изолированных коробов, предназначенных для регулируемого охлаждения рельсов, оказывались недостаточно плотно пригнанными, то их сменяли. Это мероприятие в дальнейшем должно было привести к полной ликвидации поперечных трещин, появлявшихся в условиях эксплуатации в тех рельсах, которые подвергались охлаждению в коробах с неплотно закрытыми крышками.
На заводах, где блюмсы перед прокаткой вторично подогревались, в настоящее время осуществляется более тщательный контроль за изготовлением рельсов, что должно сильно снизить количество изломов от перегрева металла.
В настоящее время заводы изучают изменения, которым нужно подвергнуть оборудование для того, чтобы можно было перейти на производство рельсов длиной 23,77 м, что желательно для многих дорог.