선로는 그 목적에서 볼 때 열차를 안전·고속, 또한 승차 기분이 좋게 달리게 하는 것이며, 튼튼하고 고도의 정밀성이 요구된다. 레일은 레일강이라고 하는 양질의 강철로 만들어진다. 레일은 열차가 통과할 때마다 눈에 보이지 않을 정도로 마모된다. 레일의 수명은 수송량이 많은 노선에서는 약 10년이며, 지방의 노선은 30년 이상으로 평균해서 20년 정도이다. 또 커브의 구간에서는 외측 레일의 내면이 차륜의 원심력으로 강하게 눌리어 많이 마모되며, 운전 횟수가 많은 곳의 급커브 구간에서는 반년에서 1년 이내에 레일을 바꾸는 것도 있다. 레일 한 개의 길이는 보통 25m이며, 레일은 온도의 변화로 길어지거나 짧아지므로 연결 부분은 사이가 떠 있고, 차륜이 지날 때마다 소리와 진동이 따른다. 최근에는 많은 레일을 용접해서 길게 이은 롱 레일(long rail)이 사용되고 있다. 롱 레일은 레일의 신축하는 힘을 침목과 자갈로 누르고 있으며, 이은 데가 없으므로 승차감이 좋고 고속철도에서는 필요한 것이다.
침목은 옛날에는 밤나무·졸참나무 등의 목재가 사용되었으나, 현재는 피아노선을 심으로 넣어 만든 콘크리트 침목이 쓰이며, 튼튼하고 수명도 수배로 길어지므로 주요 간선에 사용되고 있다.
자갈
콘크리트
장점
콘크리트 궤도에 비해 열차 소음이 적으며, 승차감이 좋다.
시공비용이 저렴하다(콘크리트의 1.5~2분의 1).
궤도틀림 발생 시 유지보수가 편리하다.
최초 부설 이후 선형변경이 용이하다.
열차 소음이 콘크리트궤도에 비해 적다.
콘크리트에 비해 시공속도가 빠르다.
트러블 발생시 궤도 복구가 편리하다.
도상다짐이 필요없으므로 유지보수비용이 거의 들지 않는다.
터널 내에 별도의 환기시설이 필요없다.
별도 보수시간이 필요없으므로 효용성이 뛰어나다.
궤도강성이 뛰어나며, 궤도틀림이 발생하지 않아 차량의 동요가 적다.
궤도상태 유지하는데 기후의 영향을 받지 않는다.
유지보수작업으로 인한 소음, 진동, 비산 먼지, 매연 발생이 전혀 없으므로 물을 뿌릴 필요가 없다.
터널 내에 별도의 환기시설이 필요 없다.
궤도재료(도상자갈) 수급이 필요없다.
단점
도상다짐을 주기적으로 해주어야 하므로 유지보수비용이 많이 든다.
터널 내에 별도의 환기시설을 설치해야 한다.
별도 보수시간이 필요하므로 효용성이 떨어진다.
궤도강성이 떨어지며, 잦은 궤도틀림 발생으로 차량의 동요가 크다.
궤도상태 유지하는데 기후의 영향을 많이 받는다.
유지보수작업으로 인한 소음, 진동, 비산 먼지, 매연이 자주 발생하므로 물을 자주 뿌려줘야 한다.
t는 역간 평균 운전 시간, s는 대향(對向) 열차가 통과한 후 분기기를 전환하여 발차할 수 있기까지의 소요 시간인 열차 취급 시간으로 자동신호 구간에서는 1분, 비자동 구간에서는 2.5분으로 계산하며, f는 1일 24시간 중 열차를 운행시키는 시간대의 비율로 55~75%로 계산한다.
급행열차와 완행열차가 있는 일반적인 복선 선로(경부선, 서울 지하철 9호선 등)는 다음과 같이 계산된다.
( = 급행열차 상호 시격 = 역에 먼저 도착하는 완행열차와 나중에 도착하는 급행열차와의 필요한 최소 시격 = 급행열차 통과 후 완행열차 발차 시까지 필요한 최소 시격 = 전체 열차에 대한 급행열차의 비율, 는 급행열차가 점유하는 시간 = 전체 열차에 대한 완행열차의 비율, 은 완행열차가 점유하는 시간)
열차는 구조상 자동차와 같이 급커브를 돌 수 없으며, 보통의 커브는 곡선 반경이 250 m 이상으로 되어 있다. 또한, 차량의 원심력에 균형이 맞도록 외측의 레일을 높이 하고 있으며, 이것을 캔트(cant)라고 부른다. 곡선 통과시에는 원심력이 작용하여 최악의 경우 전복의 위험이 있으므로 곡선 선로에는 제한 속도가 걸려 있다. 예를 들어, 2005년 발생한 JR 후쿠치야마선 탈선 사고에서는 70 km/h의 제한속도가 걸린 반경 304 m의 우측곡선에 116 km/h 로 진입하여 열차가 탈선하는 사고가 발생했다. 대한민국의 철도에서는 곡선에서의 열차 최고속도를 선로 조건에 따라 다음과 같이 정하고 있다.[1]
![{\displaystyle N=[1440/(t+s)]\times f}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c216032c4be55a3a7ab672819be7647ad7aed278)
![{\displaystyle N=2\times [1440/(hv_{h}+(r+u+1)v_{l})]\times f}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c0702e96a6104e05269770df8716333e75cd684a)
