Основные материалы для шпал и брусьев - дерево и железобетон. На некоторых зарубежных дорогах, гл. обр. в странах с тропическим климатом, получили распространение также металлические шпалы (из-за разрушения деревянных шпал термитами). Число шпал на 1 км и порядок их расположения по длине рельсового звена (эпюра укладки) нормируется исходя из условий выравнивания давлений в балластном слое по его глубине, а также обеспечения необходимой сопротив ляемости рельсошпальной решетки продольному и поперечному сдвигу. На главных путях ж. д. России применяется эпюра шпал 1840 шт./км (46 шпал на 25-метровом звене) на прямых участках и в кривых радиусом более 1200 м; 2000 шт./км (50 шпал на звене) в кривых радиусом 1200 м и менее (на скоростных линиях при скоростях движения св. 141 км/ч в кривых радиусом 2000 м и менее). На путях малодеятельных линий и подъездных путях допускается эпюра шпал на прямых участках 1440 шт./км, а в кривых радиусом менее 650 м - 1600 шт./км (40 шпал на звене). Для улучшения условий работы пути под поездной нагрузкой в зоне рельсовых стыков стыковые шпалы сближают друг с другом. При всех эпюрах приняты стандартные расстояния между осями стыковых шпал: 42 см - при рельсах Р65, Р75 и

44 см - при рельсах Р50. Расстояния между осями остальных шпал на протяжении рельсового звена одинаковы и равны 54,6 см (эпюра 1840 шт./км) и 50,2 см (2000 шт./км). В процессе эксплуатации наибольшее допускаемое отклонение в расстояниях между осями шпал (от указанных нормативных) не должно превышать 8 см.

Деревянные шпалы и брусья имеют наибольшее распространение на ж. д. России; общая протяженность главных путей с такими шпалами составляет ок. 70%. К основным достоинствам деревянных шпал относятся: упругость; легкость обработки; простота прикрепления рельсов, в т. ч. возможность плавного изменения и отвода уширения рельсовой колеи в кривых малых радиусов (менее 300 м); хорошее сцепление с щебеночным балластом; малая чувствительность к ударам и колебаниям температуры; сравнительно небольшая масса (70 кг); наличие диэлектрических свойств. Вместе с тем деревянные шпалы имеют сравнительно небольшой срок службы из-за гниения, растрескивания и механического износа (в среднем до 15 лет на отечественных дорогах), требуют большого расхода дефицитной и дорогой строевой древесины (на 1 км пути 2 га леса с деревьями диаметром 26-28 см возраста 80-100 лет), создают неоднородную упругость пути по длине. Основными породами древесины, из которой вырабатываются шпалы для отечественных ж. д., являются хвойные: сосна (~70%), ель и др. (ок. 30%). В зарубежных странах (США, Япония, ФРГ и др.) шпалы изготовляют преимущественно из твердых пород деревьев -дуба, бука (от 5 до 100% от общего числа деревянных шпал в пути); они имеют срок службы не менее 30-40 лет и обеспечивают высокую прочность рельсовых скреплений.