Rel

Bagian dari seri
Perkeretaapian
Sejarah Perusahaan
Prasarana
Penyelenggara Emplasemen Rel Pemeliharaan Lebar sepur Peubah lebar gandar Konversi Lebar sepur ganda
Bakal pelanting dan angkutan
Operasi Lokomotif Kereta api Wagon Kereta penumpang Gerbong Alat perangkai Menurut negara Konversi Alat perangkai ganda Set roda Bogie Kereta api penumpang Kereta api komuter Kereta api lokal Kereta api antarkota Kereta kecepatan tinggi Terminologi perkeretaapian penumpang Nama kereta api Subsidi perkeretaapian Kereta api barang
Sistem khusus
Trem Lintas rel terpadu Angkutan cepat Sejarah Kereta maglev
Lain-lain
Kecelakan Transportasi rel menurut negara Model kereta api Daftar istilah
l b s

Lebar sepur
Menurut moda transportasi
Tram Angkutan cepat Kereta mini Skala model
Menurut ukuran (daftar)
Sangat sempit   Lima belas inci 381 mm (15 in) Sempit   600 mm 2 kaki 600 mm 610 mm (1 ft 11 ⅝ in) (2 ft)   750 mm Bosnia 2 kaki 6 inci 750 mm 760 mm 762 mm (2 ft 5 ½ in) (2 ft 5 15⁄16 in) (2 ft 6 in)   3 kaki Swedia 900 mm 3 kaki 891 mm 900 mm 914 mm (2 ft 11 3⁄32 in) (2 ft 11 7⁄16 in) (3 ft)   Semeter 1.000 mm (3 ft 3 ⅜ in)   3 kaki 6 inci 1.067 mm (3 ft 6 in)   4 kaki 1.219 mm (4 ft 0 in)   4 kaki 6 inci 1,372 mm (4 ft 6 in)   Standar 1.435 mm (4 ft 8 ½ in) Lebar   Lebar Dresden 1.450 mm (4 ft 9 3⁄32 in)   Lebar Leipzig 1.458 mm (4 ft 9 13⁄32 in)   Lebar Toronto 1.495 mm (4 ft 10 ⅞ in)   1.520 mm 5 kaki 1.520 mm 1.524 mm (4 ft 11 ⅞ in) (5 ft)   Lebar Pennsylvania Lebar Pennsylvania 5 kaki 3 inci 1,581 mm 1,588 mm 1,600 mm (5 ft 2 ¼ in) (5 ft 2 ½ in) (5 ft 3 in)   Lebar Baltimore 1.638 mm (5 ft 4 ½ in)   Sepur Iberia 5 kaki 6 inci 1.668 mm 1.676 mm (5 ft 5 21⁄32 in) (5 ft 6 in)
Perubahan sepur
Peralihan lebar sepur Lebar sepur ganda Konversi (daftar) Pertukaran bogie Peubah lebar gandar
Menurut wilayah
Amerika Utara Amerika Selatan Eropa Australia
l b s

Rel atau sepur^[a] adalah kesatuan konstruksi yang terbuat dari logam, beton, batu, atau kayu yang terletak di permukaan, di bawah, dan di atas tanah atau bergantung beserta perangkatnya yang mengarahkan jalannya transportasi rel. Rel mengarahkan/memandu kereta api atau moda transportasi rel lainnya tanpa memerlukan pengendalian. Rel merupakan dua batang logam kaku yang sama panjang dipasang pada bantalan sebagai dasar landasan. Rel-rel tersebut diikat pada bantalan dengan menggunakan penambat rel. Awalnya, rel dibangun dengan rel kayu atau besi cor, dan bantalan rel kayu atau batu; sejak tahun 1870-an, rel hampir secara universal dibuat dari baja.

Rel biasanya dipasang di atas badan jalan yang dilapis dengan kricak, yang berguna untuk meredam getaran dan lenturan rel akibat beratnya kereta api. Untuk menyeberangi jembatan, digunakan bantalan kayu yang lebih elastis daripada bantalan beton.

Jalur transportasi rel pertama di Britania Raya adalah jalur wagon Wollaton, dibangun pada tahun 1603 antara Wollaton dan Strelley di Nottinghamshire. Jalur wagon ini menggunakan rel kayu dan merupakan trem pertama dari sekitar 50 trem rel kayu yang dibangun selama 164 tahun berikutnya.^[2] Awalnya kayu yang digunakan untuk pembuatan rel adalah kayu ek yang ditambat pada bantalan kayu dengan paku besi atau kayu. Batu kricak yang berupa kerikil ditabur di bawah bantalan untuk menahan rel pada tempatnya dan menyediakan jalan bagi orang atau kuda yang menggerakkan wagon di sepanjang lintasan. Panjang batang relnya sebesar 3 kaki (0,91 m) dan tidak disambung - sebagai gantinya, rel yang berdekatan ditambat pada bantalan rel yang sama. Rel lurus bisa dipasang membentuk sudut untuk membentuk rel lengkung primitif. ^[2]

Rel besi pertama di Britania Raya muncul di pabrik besi Darby di Coalbrookdale pada tahun 1767.^[3]

Saat lokomotif uap diperkenalkan, mulai tahun 1804, rel untuk operasionalnya masih kurang tahan terhadap beban berat lokomotif. Lokomotif perintis Richard Trevithick di Pen-y-darren justru menyebabkan kerusakan rel dan harus ditarik. Ketika lokomotif menjadi lebih luas penggunaannya pada tahun 1810-an dan 1820-an, para rekayasawan mulai membangun rel besi yang lebih kaku, dengan menggunakan batang rel besi yang ditambat pada bantalan batu menggunakan penambat besi cor. Hal ini terbukti sebagai sebuah kekeliruan desain, dan segera digantikan dengan struktur rel fleksibel yang memungkinkan pergerakan elastis saat kereta api melewatinya.^[2]

Rel konvensional dibangun menggunakan rel baja beralas datar yang ditambat menggunakan paku, sekrup, atau penambat khusus pada bantalan beton prategang atau kayu, yang dialasi dengan taburan kricak di bawah dan sekelilingnya.^[4][5]

Sebagian besar jalur KA modern dengan lalu lintas tinggi menggunakan rel yang dilas dengan pengelasan kontinu (kilatan listrik) yang ditambat pada bantalan menggunakan pelat dasar yang berguna untuk meratakan beban. Jika bantalan beton digunakan, landasan plastik atau karet biasanya diletakkan di antara rel dan pelat bantalan. Rel biasanya dipasang ke bantalan dengan penambat elastis, meskipun paku banyak digunakan di Amerika Utara. Selama sebagian besar abad ke-20, rel kereta api menggunakan bantalan kayu elastis dan rel sambung-menyambung, dan sebagian besar rel ini masih berada di jalur cabang sekunder dan tersier.

Di Amerika Utara dan Australia, penampang rel beralas datar biasanya ditambatkan ke bantalan dengan paku pada pelat bantalan. Di Inggris dan Irlandia, rel yang digunakan adalah jenis bull-head (alas pendek), yang ditambatkan pada penambat besi cor yang dipaku ke bantalannya. Pada tahun 1936, London, Midland and Scottish Railway memelopori perubahan ke rel beralas datar di Inggris, meskipun jalur-jalur sebelumnya juga sudah menggunakannya.^[2]

Jenis rel sambung-menyambung awalnya digunakan karena teknologi kontemporer tidak menawarkan alternatif apa pun. Namun, kelemahan intrinsik dalam menahan beban vertikal menyebabkan kricak menjadi tertekan dan memerlukan perawatan lebih untuk mencegah kecacatan geometris yang tidak diinginkan pada sambungan. Sambungan juga harus dilumasi, dan keausan pada permukaan sambungan pelat sambung harus diperbaiki dengan cara diganjal Karena alasan ini, jenis rel sambung-menyambung tidak sesuai secara finansial untuk jalur kereta api dengan lalu lintas tinggi

Bantalan kayu terbuat dari bermacam-macam kayu yang melimpah, dan diawetkan menggunakan kreosot, tembaga arsenat terlapisi krom, atau bahan pengawet kayu lainnya. Bantalan beton prategang sering digunakan di tempat yang kayunya langka dan tempat yang tonase atau kecepatannya tinggi. Baja digunakan dalam beberapa aplikasi.

Kricak terbuat dari batu pecah, dan kegunaannya adalah untuk menyangga bantalan rel sekaligus menyediakan drainase air yang lancar.

• 
  Rel konvensional, menampilkan batang rel, penambat, bantalan, dan kricak
• 
  Jalur LRT Singapura

Kerugian dari rel konvensional adalah keharusan untuk terus merawat, khususnya pemecokan dan mengembalikan geometri jalan rel demi lancarnya perjalanan kereta api. Sifat tanah dasar dan drainase yang dapat berbeda di berbagai wilayah menyebabkan mahalanya biaya pemeliharaan. Hal ini dapat diatasi dengan menggunakan rel tanpa kricak (ballastless/slab track). Dalam bentuknya yang paling sederhana, rel ini terdiri dari lempengan beton menerus (seperti jalan raya) dengan rel yang ditopang langsung pada permukaan atasnya (menggunakan landasan elastis).

Ada sejumlah sistem yang sudah dipaten; seperti rel beton bertulang dan beton pracetak dan prategang yang diletakkan di atas lapisan dasar. Banyak permutasi desain telah diajukan.

Namun, rel tanpa kricak memiliki biaya investasi mahal, dan dalam kasus rel kereta api yang sudah ada, peningkatan rel tersebut mengharuskan penutupan jalur kereta api dalam waktu yang lama. Biaya keseluruhan masa pakainya bisa lebih murah karena berkurangnya pemeliharaan. Rel tanpa kricak biasanya dipertimbangkan untuk KA kecepatan tinggi atau KA dengan lalu lintas tinggi, pada perluasan kecil-kecilan jalur (misalnya peningkatan stasiun kereta api), atau untuk penggantian terlokalisasi jika terdapat kesulitan pemeliharaan, misalnya di terowongan. Sebagian besar jalur angkutan cepat dan sistem metro berban karet menggunakan rel tanpa kricak.^[6]

Kereta api awal (kira-kira sejak 1840-an) mulai bereksperimen rel yang ditambat pada bantalan yang mengikuti panjang batang relnya (bantalan memanjang), dengan contoh misalnya jalur yang disebut baulk road oleh Great Western Railway milik Brunel, serta di Newcastle dan North Shields Railway,^[7] serta Lancashire dan Yorkshire Railway dengan desain oleh John Hawkshaw, dan di tempat lain.^[8] Desain bantalan kontinu juga dipromosikan oleh rekayasawan lain.^[9] Sistem ini diujicobakan pada jalur kereta api Baltimore & Ohio pada tahun 1840-an, namun ternyata biaya perawatannya lebih mahal dibandingkan dengan rel konvensional dengan bantalan melintang.^[10]

Jenis rel ini masih ada di beberapa jembatan di Network Rail, yang balok kayunya disebut "balok memanjang". Umumnya KA yang berjalan di atasnya berkecepatan rendah.^[11]

Aplikasi rel bantalan menerus kemudian hari meliputi 'rel tanpa kricak tertanam' milik Balfour Beatty, yang menggunakan penampang rel persegi panjang membulat (BB14072) yang tertanam pada dasar beton pracetak (atau yang dibentuk terlebih dahulu) (pengembangan 2000-an).^[12][13] Struktur rel tertanam yang digunakan di Belanda sejak tahun 1976, awalnya menggunakan rel UIC 54 (R54) tertanam beton, dan kemudian dikembangkan (akhir 1990-an) untuk menggunakan penampang rel berbentuk 'jamur' (SA42); versi rel ringan yang menggunakan rel yang ditanam pada celah aspal-beton juga telah dikembangkan (2002).^[14]

Rel bantalan memanjang modern diperlengkapi dengan palang penahan mirip anak tangga (sehingga dijuluki ladder track). Ada versi rel yang menggunakan kricak maupun tidak.

Rel modern biasanya menggunakan baja rol panas dengan profil berbentuk I-beam bulat asimetris.^[15] Tidak seperti beberapa penggunaan besi dan baja lainnya, batang rel harus terbuat dari paduan baja berkualitas sangat tinggi karena akan sering dikenai beban yang sangat berat. Butuh waktu puluhan tahun untuk meningkatkan kualitas material, termasuk perubahan dari besi menjadi baja. Semakin kuat rel dan bagian rel lainnya, semakin berat dan cepat kereta yang dapat didukung oleh rel.

Penampang rel dapat berupa: rel kepala-banteng (bullhead); rel beralur; rel beralas datar (flat-bottomed); rel khusus jembatan; dan rel Barlow (berbentuk V terbalik).

Jalur kereta api Amerika Utara hingga pertengahan hingga akhir abad ke-20 menggunakan rel dengan panjang 39 kaki (11,9 m) agar dapat diangkut menggunakan gerbong gondola dengan panjang 40 kaki (12,2 m); seiring bertambahnya panjang gerbong gondola, panjang rel pun bertambah.

Menurut Railway Gazette International, jalur kereta api sepanjang 150 kilometer yang direncanakan tetapi batal untuk angkutan tambang besi Baffinland, di Pulau Baffin, menggunakan rel aloi baja karbon lawas, alih-alih baja karbon modern dan berkinerja lebih tinggi, karena rel baja karbon modern dapat rapuh pada suhu yang sangat rendah.^[16]

Rel di masa awal perkeretaapian Amerika Utara menggunakan besi untuk melapisi rel kayu sebagai langkah menghemat biaya pembangunan, tetapi pembangunannya dihentikan karena besinya rentan memuai sehingga menyebabkan rel menjadi keriting. Para pekerja kereta api di sana menjulukinya sebagai snakehead atau strap rail, karena sering menyebabkan kerusakan pada lantai kereta/gerbong.^[17][18]

Jalur trem Deeside di Wales Utara juga memakai bentuk rel ini. Dibuka sekitar tahun 1870 dan ditutup pada tahun 1947, dengan beberapa petak panjangnya masih menggunakan rel ini. Trem menjadi penggunaan terakhir rel kayu lapis besi.^[19]

Rel diklasifikasikan menurut densitas linier, yaitu massa per satuan panjang. Rel dengan nilai yang besar dapat menopang beban gandar yang lebih besar dan kecepatan kereta yang lebih tinggi tanpa mengalami kerusakan dibandingkan rel dengan nilai kecil, tetapi memerlukan biaya produksi mahal. Di Amerika Utara dan Britania Raya, rel dinilai dalam pon per yar (biasanya ditampilkan sebagai pound atau lb), jadi rel seberat 130 pound akan memiliki berat 130 lb/yd (64 kg/m). Berkisar antara 115 hingga 141 lb/yd (57 hingga 70 kg/m). Di Eropa, rel kereta api dinilai dalam kilogram per meter dan berkisar antara 40 hingga 60 kg/m (81 hingga 121 lb/yd). Rel terberat yang pernah diproduksi secara massal adalah 155 pon per yard (77 kg/m), dibuat untuk Pennsylvania Railroad.

Rel diproduksi beruas-ruas dengan panjang tetap. Panjang rel dibuat sepanjang mungkin, karena sambungan antarrel merupakan titik lemah rel. Sepanjang sejarah produksi rel, panjangnya telah meningkat seiring dengan peningkatan proses manufaktur.

Berikut ini adalah panjang satuan rel yang dibuat di pabrik baja, tanpa las termit. Rel yang lebih pendek dapat dilas dengan pengelasan kilatan listrik, tetapi panjang rel berikut tidak dilas.

• (1767) Richard Reynolds memasang rel besi pertama di Coalbrookdale.^[20]
• (1825) Stockton & Darlington, panjang satuan rel 15 kaki (4,57 m), dengan berat 56 lb/yd (27,78 kg/m)
• (1830) Liverpool & Manchester, panjang satuan rel "perut ikan" 15 kaki (4,57 m), seberat 35 lb/yd (17,4 kg/m), sebagian besar diletakkan pada bantalan batu
• (1831) panjang satuan rel 15 kaki (4,6 m) seberat 36 pon per yard (17,9 kg/m), hingga Philadelphia, penggunaan pertama rel T berflens di Amerika Serikat
• (1880) panjang satuan rel 39 kaki (11,89 m) untuk mengakomodasi gerbong gondola dengan panjang 40-kaki-long (12,19 m)
• (1928) panjang satuan rel 45 dan 60 kaki (13,72 dan 18,29 m) untuk London, Midland, & Scottish^[21]
• (1950) British Rail, panjang satuan rel 60 kaki (18,29 m) Kereta Api Inggris
• (1900) panjang satuan rel 71 ft (21,6 m) – timbangan dacin pabrik baja untuk rel^[22]
• (1940-an) 78 kaki (23,77 m) – dua kali dari 39 kaki^[23]
• (1953) panjang satuan rel 45 kaki (13,72 m) Australia^[24]

Pengelasan menjadi ukuran yang lebih panjang pertama kali diperkenalkan sekitar tahun 1893, membuat perjalanan kereta api lebih nyaman. Dengan diperkenalkannya las termit setelah tahun 1899, prosesnya menjadi kurang padat karya, dan telah banyak diterapkan di mana saja.^[25]

• (1895) Hans Goldschmidt mengembangkan las termit
• (1899) jalur trem Essen menjadi rel kereta api pertama yang menggunakan las termit; cocok untuk sirkuit jalur
• (1904) George Pellissier mengelas Holyoke Street Railway, orang pertama yang menggunakan proses ini di Amerika
• (1935) Charles Cadwell mengembangkan las termit non-ferrous
• (1950) rel las sepanjang 240 ft (73,2 m) atau 4 × 60 kaki or 18,3 meter.^[26]

Teknik produksi modern memungkinkan produksi ruas-ruas yang tidak dilas makin panjang

• (2007) panjang satuan 108 meter (354,3 ft) Corus (sekarang British Steel (2016–sekarang)^[27])
• (2011) 108 meter (354,3 ft) dibuat di Tata Steel.^[28]
• (2011) 120 meter (393,7 ft) Voestalpine^[29]
• (2011) 121 meter (397,0 ft) Jindal ^[30]

Rel baru yang lebih panjang dibuat sebagai kelipatan dari rel yang lebih pendek, sehingga rel lama dapat diganti tanpa perlu dipotong. Pemotongan diperlukan karena sisi luar tikungan menggunakan batang rel yang lebih panjang daripada sisi dalam.

Rel dapat dibor pada bagian badannya untuk mengakomodasi pelat sambung, atau tidak memerlukan lubang baut jika pelat sambung harus dilas. Biasanya ada dua atau tiga lubang baut pada setiap ujungnya.

Karena ruas rel memiliki panjang tetap, batang rel harus disambung ujung ke ujung agar menjadi sebuah kesatuan rel yang utuh. Metode tradisional untuk menyambung rel adalah dengan menyambung dua rel dengan pelat sambung, sehingga menghasilkan sambungan antarrel. Untuk penggunaan yang lebih modern, terutama yang memerlukan kecepatan lebih tinggi, dua rel dapat dilas untuk membentuk rel las menerus.

Sambungan antarrel dibuat menggunakan dua satuan re yang dibaut bersama menggunakan pelat baja berlubang yang dikenal sebagai pelat sambung (fish plate).

Pelat sambung biasanya memiliki panjang 600 mm (2 ft) panjangnya, digunakan berpasangan di kedua sisi ujung rel dan dibaut bersama-sama (biasanya empat, tetapi terkadang enam baut). Baut-baut tersebut memiliki orientasi bergantian sehingga jika terjadi anjlok dan flens roda menghantam pelat sambung, hanya beberapa baut yang akan tergeser, mencegah rel tidak sejajar satu sama lain yang membuat anjlokan makin parah. Teknik ini tidak diterapkan secara universal; praktik Eropa lebih membaut rel dengan arah yang sama.

Celah kecil, yang juga disebut sebagai sambungan siar muai, sengaja diterapkan untuk memungkinkan pemuaian rel saat cuaca panas. Praktik di Eropa adalah menempatkan sambungan rel pada kedua rel saling berseberangan satu sama lain, sedangkan praktik di Amerika Utara adalah menempatkannya secara berselang-seling. Saat kereta api melewati sambungan rel, roda kereta api akan menghasilkan suara "dadag-dadag". Kecuali dirawat dengan baik, sambungan rel tidak memiliki tingkat kenyamanan yang sama dengan rel yang dilas dan kurang diminati untuk kereta kecepatan tinggi. Meskipun demikian, sambungan antarrel masih dijumpai di banyak negara yang jalur atau simpangan kereta apinya berkecepatan rendah, dan digunakan secara luas di negara-negara miskin karena biaya konstruksinya lebih murah dan peralatan yang dibutuhkan untuk pemasangan dan pemeliharaannya lebih sederhana.

Kekurangan sambungan antarrel adalah keretakan di sekitar celah baut, yang dapat mengakibatkan patahnya rel (permukaan lintasan). Hal ini menyebabkan kecelakaan kereta api Hither Green yang memaksa British Railways untuk mulai mengubah jenis relnya menjadi rel las menerus.

Jika terdapat sirkuit jalur untuk keperluan persinyalan, diperlukan sambungan berisolasi (insulated rail joint/IRJ). Hal ini memperparah kelemahan sambungan biasa. Sambungan yang celah-celahnya diisi dengan resin epoksi, akan meningkatkan kekuatannya.

Sebagai alternatif IRJ, sirkuit jalur frekuensi audio dapat digunakan menggunakan <i>loop</i> (rangkaian induktor-kapasitor) yang dibentuk sejauh kira-kira 20 m (66 ft) dari rel sebagai bagian dari sirkuit penghambat. Beberapa IRJ tidak dapat dihindari dalam wesel.

Alternatif lain adalah penghitung gandar, yang dapat mengurangi jumlah sirkuit jalur dan dengan demikian mengurangi jumlah IRJ yang dibutuhkan.

KA modern banyak menggunakan jenis rel las menerus. Pada jenis rel ini, rel dilas dengan kilatan listrik untuk membentuk satu rel kontinu yang panjangnya dapat mencapai beberapa kilometer. Karena jumlah sambungannya sedikit, bentuk rel ini sangat kuat, perjalanannya lebih mulus, dengan memangkas perawatan; kereta api dapat melaju di atasnya dengan kecepatan lebih tinggi dan dengan lebih sedikit gesekan. Rel yang dilas lebih mahal untuk dipasang daripada rel yang disambung, tetapi biaya perawatannya jauh lebih rendah. Rel las pertama kali digunakan di Jerman pada tahun 1924.^[31] dan telah menjadi umum pada jalur utama sejak tahun 1950-an.

Teknik las kilatan listrik melibatkan mesin peletak rel yang mengalirkan arus listrik kuat melalui ujung-ujung yang bersentuhan dari dua rel yang belum disambung. Ujung-ujungnya menjadi putih panas karena hambatan listrik kemudian ditekan bersama-sama sehingga membentuk las-lasan yang kuat. Las termit digunakan untuk memperbaiki atau menyambung segmen yang sudah dilas. Proses ini bersifat manual.

Di Amerika Utara, pengelasan dilakukan setiap 1⁄4-mil-long (400 m) di fasilitas pembuatan rel dan diangkut menggunakan KA khusus angkutan rel ke proyek. KA jenis ini dirancang untuk mengangkut ruas-ruas rel yang ditempatkan sedemikian rupa sehingga dapat langsung diluncurkan dari gerbong ke rel dan ditambatkan ke bantalan rel sesegera mungkin.^[32]

Rel dapat memuai saat panas dan menyusut saat dingin. Untuk mencegah permasalahan ini, rel diupayakan untuk ditambat sekencang mungkin pada bantalan. Perhatian perlu diberikan untuk memadatkan kricak secara efektif, baik di bawah maupun di sekeliling rel untuk mencegah bantalan rel bergerak. Pada bantalan kayu, penambat yang digunakan berbentuk jangkar, sedangkan sebagian bantalan beton atau baja ditambat menggunakan klip khusus (misalnya E-clip atau pandrol). Tidak ada batasan teoretis mengenai panjang rel yang dilas. Namun, jika penahan longitudinal dan lateral tidak memadai, rel dapat keriting yang meningkatkan risiko KA anjlok. Dalam cuaca yang sangat panas, inspeksi khusus diperlukan untuk memantau bagian rel yang berpeluang memiliki masalah. Dalam praktik di Amerika Utara, suhu ekstrem dapat mengindikasikan perintah kepada awak sarana untuk melambatkan kereta api akibat kemungkinan keritingnya rel.^[33] Perusahaan kereta api Jerman Deutsche Bahn mulai mengecat rel dengan warna putih untuk menurunkan suhu puncak yang dicapai pada hari-hari musim panas.^[34]

Saat rel baru dipasang, atau rel yang rusak diganti (dilas), rel sengaja diberi pemuaian buatan jika suhu rel selama pemasangan lebih dingin daripada yang diinginkan. Dengan suhu panas, rel akan memuai sesuai kebutuhan,^[35] atau dapat dibantu menggunakan peregangan hidraulik. Saat rel mengembang ini, rel dapat langsung ditambat. Proses ini memastikan rel tidak akan memuai lebih jauh lagi pada cuaca panas berikutnya. Jika cuaca dingin, rel dapat menyusut , tetapi karena tertambat secara kuat, penyusutan dapat dihambat. Pemberian tekanan pada rel ini ibarat karet elastis yang diregangkan dan diikatkan dengan kuat. Pada cuaca yang sangat dingin, rel dipanaskan untuk mencegah penyusutan.^[36]

Rel jenis las dipasang pada suhu lingkungan yang kira-kira di antara titik ekstrem yang dialami di lokasi tersebut ("suhu netral"). Prosedur pemasangan ini dimaksudkan untuk mencegah rel memuai saat cuaca panas atau menyusut saat cuaca dingin. Di Amerika Utara, karena rel yang rusak biasanya terdeteksi akibat terputusnya arus sistem persinyalan, hal itu dianggap sebagai bahaya yang tidak terlalu besar dibandingkan dengan pemuaian panas yang tidak terdeteksi.

Sambungan hanya diperlukan pada ruas tertentu untuk rel las menerus, misalnya untuk sirkuit jalur. Alih-alih menggunakan sambungan, kedua ujung rel terkadang dipotong miring untuk meminimalkan hentakan. Dalam kasus ekstrem, seperti di ujung jembatan panjang, sambungan siar-muai memungkinkan hentakan yang lebih sedikit untuk roda sekaligus memungkinkan ujung satu rel memuai relatif terhadap rel berikutnya.

Bantalan rel merupakan benda berbentuk persegi panjang tempat untuk menyokong rel. Bantalan rel memiliki dua fungsi utama: memindahkan beban dari rel ke kricak dan tanah di bawahnya, serta menjaga jarak rel agar tetap benar (agar lebar sepur tetap terjaga). Bantalan hampir selalu dipasang melintang pada rel.

Ada berbagai metode untuk menambat rel pada bantalan. Secara historis, paku digantikan oleh penambat besi cor dan dudukan. Baru-baru ini, pegas (seperti klip Pandrol) digunakan untuk mengencangkan rel ke dudukan penambat di bantalan

Terkadang rel kereta api dirancang agar mudah dipindahkan dari satu tempat ke tempat lain sesuai kebutuhan. Selama pembangunan Terusan Panama, rel dapat digeser-geser di sekitar proyek. Lebar sepurnya 5 ft (1.524 mm) dengan bakal pelanting ukuran besar. Rel portabel sering digunakan di pertambangan. Pada tahun 1880 di Kota New York, bagian rel portabel yang berat (bersama dengan banyak teknologi improvisasi lainnya) membantu pemindahan obelisk kuno di Central Park ke lokasi terakhirnya dari dermaga tempatnya diturunkan dari kapal kargo SS Dessoug.

Lori tebu sering kali menggunakan rel permanen untuk lintas utama, dengan rel portabel untuk mengangkut tebu dari ladang tebu ke area pabrik. Rel ini menggunakan sepur sempit (misalnya, 2 ft (610 mm)) dan rel portabelnya dapat lurus, berkelok-kelok, atau memiliki wesel sederhana, seperti pada model kereta api.^[37]

Decauville banyak memasok rel ringan portabel, yang juga digunakan untuk keperluan militer. Jalur permanen disebut demikian karena jalur sementara sering digunakan dalam pembangunan jalur permanen.^[38]

Geometri rel dasarnya tiga dimensi, tetapi standar yang menyatakan batas kecepatan dan peraturan lain di bidang lebar lintasan, alinyemen, elevasi, kelengkungan, dan permukaan lintasan biasanya dinyatakan dalam dua tata letak terpisah untuk horizontal dan vertikal.

Tata letak horizontal merupakan tata letak lintasan menurut bidang horizontal. Ini melibatkan tata letak tiga jenis lintasan utama: lurusan, lengkungan, dan transisi lurus-ke-lengkung.

Tata letak vertikal adalah tata letak lintasan pada bidang vertikal yang mencakup konsep-konsep seperti tinggi perpotongan, gradien, dan peninggian/kemiringan rel.^{[39] [40]}

Sepur belok adalah jalur yang memisah dari jalur utamaselain jalur simpang yang digunakan untuk membantu jalur utama.^[41] Sepur belok digunakan oleh perusahaan kereta api untuk mengatur arus lalu lintas kereta api.

Pada masa-masa awal perkeretaapian, terdapat kesepakatan bagi tiap perusahaan kereta api untuk menetapkan lebar sepurnya sendiri-sendiri, dan di Britania Raya selama pembangunan besar-besaran jalur kereta api menggunakan sepur lebar Brunel 7 ft 1⁄4 in (2.140 mm) tahun 1840-an, jalur tersebut bersaing dengan "sepur sempit" 1.435 mm (4 ft 8+1⁄2 in). Akhirnya, sepur 1.435 mm (4 ft 8+1⁄2 in) justru dimenangkan, dan menjadi "sepur standar", sehingga "sepur standar" hanya merujuk pada lebar sepur yang kurang dari sepur standar. Hingga 2017^[update], 60% jalur KA dunia menggunakan "sepur standar internasional" 1.435 mm (4 ft 8+1⁄2 in).^[42][43] Sepur yang lebih lebar daripada 1.435 mm disebut "sepur lebar", sedangkan yang lebih sempit disebut "sepur sempit". Ada beberapa rel yang mengakomodasi dua hingga tiga lebar sekaligus (menggunakan 3 hingga 4 batang rel), agar KA yang sepurnya berbeda dapat berjalan di jalur yang sama.^[44]

Toleransi lebar sepur dapat bervariasi secara aman pada suatu rentang. Misalnya, standar keselamatan federal Amerika Serikat menetapkan toleransi lebar sepur antara 4 ft 8 in (1.420 mm) hingga 4 ft 9+1⁄2 in (1.460 mm) untuk kecepatan hingga 60 mph (97 km/h).^[45]

Pemeliharaan rutin harus dilakukan pada rel, terutama jika berkait dengan kereta berkecepatan tinggi. Pemeliharaan yang tidak memadai dapat menyebabkan diberlakukannya "perintah pembatasan kecepatan" untuk menghindari kecelakaan. Perawatan rel merupakan pekerjaan manual yang berat, memerlukan kelompok petugas yang disebut petugas pemeriksa jalan rel (PPJ), yang menggunakan linggis, palang, dan penggaris untuk memperbaiki ketidakteraturan horizontal, serta mesin pemeliharaan jalan rel untuk memperbaiki ketidakteraturan vertikal (permukaan). Saat ini, pemeliharaan prasarana dapat difasilitasi oleh berbagai mesin khusus.

Kepala rel dapat dirawat dengan menggunakan gerinda rel atau bubut rel.

Pekerjaan pemeriksaan jalan meliputi penggantian bantalan, pelumasan dan penyetelan wesel, pengencangan komponen rel yang kendur, serta pelapisan dan pengaturan agar rel yang lurus tetap lurus dan rel tikungan tetap dalam batasan pemeliharaan. Proses penggantian bantalan dan rel dapat diotomatisasi dengan menggunakan mesin pemasang rel.

Kricak umumnya disemprot herbisida untuk mencegah tumbuhnya gulma dan penebaran kricak biasanya juga diikuti dengan pembasmian gulma.

Seiring berjalannya waktu, kricak dapat hancur atau bergeser sehingga perlu dipecoki, dibersihkan atau diganti. Jika ini tidak dilakukan, rel mungkin menjadi tidak rata, menyebabkan kereta bergoyang, berguncang keras, atau bahkan anjlok. Cara lainnya untuk memecok adalah dengan mengangkat rel dan bantalannya, kemudian ditaburi kricak di bawahnya.

Inspeksi prasarana dapat menggunakan pengujian nondestruktif untuk mendeteksi kecacatan rel. Hal ini dilakukan dengan menggunakan kendaraan jalan raya-rel yang diperlengkapi dengan peralatan khusus, kereta inspeksi, atau dalam beberapa kasus, perangkat genggam.

Rel harus diganti segera jika kepala rel mulai aus, yang dapat menimbulkan anjlokan KA. Rel yang sudah usang untuk jalur utama biasanya masih dapat digunakan pada jalur cabang, sepur simpang, atau jalur pendek.

Kondisi lingkungan di sepanjang rel menciptakan ekosistem perkeretaapian yang khas. Hal ini khususnya terjadi di Britania Raya, yang lokomotif uap hanya digunakan pada layanan khusus dan vegetasi tidak banyak dipangkas. Hal ini menimbulkan risiko kebakaran saat cuaca panas berkepanjangan.

Sleko dan bordes digunakan oleh PPJ saat berjalan di tempatnya ia kerja, untuk berdiri saat kereta api lewat. Hal ini membantu saat melakukan pekerjaan kecil, sembari tetap menjaga kereta api tetap beroperasi, karena tidak memerlukan mesin pemeliharaan jalan rel yang dapat menghambat perjalanan kereta api reguler.

Rel kereta api dipasang di atas kricak dan tubuh baanm yang selanjutnya disokong oleh tanah dasar yang telah dipersiapkan (formasi). Formasi ini terdiri dari tanah urukan dan sirtu, juga selimut plastik putih, yang membatasi migrasi ke atas tanah liat atau lanau basah. Juga ada lapisan kain kedap air untuk mencegah air meresap ke tanah dasar. Rel dan kricak membentuk "jalur permanen". Fondasi dapat merujuk pada kricak dan formasi, yaitu semua struktur yang dibuat manusia di bawah rel.

Rel KA juga dapat menggunakan perkerasan aspal di bawah kricak untuk mencegah masuknya kelembapan atau kotoran pada kricak. Aspal baru juga berfungsi untuk menstabilkan kricak sehingga tidak mudah bergerak.^[46]

Upaya tambahan diperlukan apabila rel dibangun di atas lapisan beku abadi, seperti pada Jalur Qingzang di Tibet. Misalnya, pipa melintang pada tanah dasar memungkinkan udara dingin menembus formasi dan mencegah tanah dasar mencair.

Geosintetika berperan dalam mengganti lapisan tradisional pada konstruksi dan perbaikan rel di seluruh dunia untuk meningkatkan dukungan rel dan mengurangi biaya pemeliharaan rel.^[47][48] Geosintetika perkuatan , seperti geosel^[49] telah menunjukkan kemanjurannya dalam menstabilkan tanah dasar yang lunak dan memperkuat lapisan substruktural untuk membatasi degradasi lintasan. Geosintetika memungkinkan peningkatan daya dukung tanah, membatasi pergerakan dan degradasi kricak serta mengurangi penurunan diferensial yang mempengaruhi geometri jalan rel.^[50] Proses ini dapat memangkas waktu dan biaya konstruksi, sekaligus mengurangi dampak lingkungan dan jejak karbon.^[51] Meningkatnya penggunaan geosintetika didukung oleh diproduksinya material geosel baru (misalnya, NPA/<i>Novel Polymeric Alloy</i>), penelitian yang dipublikasikan, proyek studi kasus dan standar internasional (ISO,^[52] ASTM,^[53] CROW/SBRCURnet^[54])

Penggabungan geogrid kinerja tinggi pada lapisan tanah dasar serta geocell kinerja tinggi pada lapisan sub-ballast bagian bawah terbukti mampu meningkatkan faktor perkuatan lebih besar daripada hanya salah satu, dan efektif dalam mengurangi pergerakan lempung ekspansif pada lapisan tanah dasar.^[55] Uji lapangan di jalur Northeast Corridor Amtrak yang jalurnya sendiri berada di atas lempung menunjukkan bagaimana solusi hibrida meningkatkan indeks kualitas jalan rel; secara signifikan mengurangi degradasi geometri rel dan menurunkan frekuensi pemeliharaan prasarana dengan faktor 6,7 kali dengan memanfaatkan geosel NPA kinerja tinggi.^[56] Perkuatan geosintetik juga digunakan untuk menstabilkan tanggul dan talud pinggir rel, yang harus cukup kuat untuk menahan beban siklus berulang. Geocell dapat memanfaatkan material granular marginal atau bergradasi buruk yang didaur ulang untuk menciptakan tanggul/talud yang stabil, menjadikan konstruksi rel kereta api lebih ekonomis dan berkelanjutan.^[57][58][59]

Beberapa bus dapat berjalan di rel. Layanan bus pertama yang beroperasi adalah O-Bahn [de] di Jerman. Jalur serupa O-Bahn Busway, dibangun di Adelaide, Australia.

• Daftar istilah transportasi rel
• Derajat lengkung
• Jari-jari lengkung terkecil
• Las termit
• Maglev
• Monorel
• Penampang rel
• Rel gerigi
• Rel trem
• Tanah dasar
• Tubuh baan
• Trem ban karet

• Pike, J., (2001), Track, Sutton Publishing, ISBN 0-7509-2692-9
• Firuziaan, Mohammad; von Estorff, Otto (October 2002). "Simulation of the Dynamic Behavior of Bedding-Foundation-Soil in the Time Domain". System Dynamics and Long-Term Behaviour of Railway Vehicles, Track and Subgrade. Springer Verlag. hlm. 357–376. doi:10.1007/978-3-540-45476-2_21. ISBN 978-3-540-43892-2. 
• Robinson, A.M. (2009). Fatigue in railway infrastructure. Woodhead Publishing Limited. ISBN 978-1-85573-740-2. 
• Lewis, R (2009). Wheel/rail interface handbook. Woodhead Publishing Limited. ISBN 978-1-84569-412-8. 
• Esveld, Coenraad (2001). Modern Railway Track. The Netherlands: MRT-Productions. ISBN 90-800324-3-3. 

• Table of North American tee rail (flat bottom) sections
• ThyssenKrupp handbook, Vignoles rail
• ThyssenKrupp handbook, Light Vignoles rail
• Track Details in photographs
• "Drawing of England Track Laying in Sections at 200 yards an hour" Popular Mechanics, December 1930
• Winchester, Clarence, ed. (1936), "The permanent way", Railway Wonders of the World, hlm. 331–338  (deskripsi tentang pembuatan dan pemeliharaan prasarana rel)
• Railway technical Diarsipkan 3 May 2017 di Wayback Machine.