W nawierzchni kolejowej elementem bezpośrednio współpracującym z kołem pojazdu jest szyna. W miejscu styku koło–szyna występują bardzo duże naciski, obciążenia dynamiczne oraz intensywne oddziaływania powodujące zużycie (ścieranie, falistość) i zjawiska zmęczeniowe materiału. Dlatego materiał na szyny musi łączyć:
- wysoką wytrzymałość (na obciążenia statyczne i dynamiczne),
- odporność na zużycie w warunkach tarcia tocznego i poślizgu,
- odpowiednią twardość i ciągliwość, aby ograniczać pękanie i kruche uszkodzenia.
Z tych powodów najczęściej stosuje się stal (specjalne stale szynowe), która może być wytwarzana i obrabiana tak, aby osiągnąć wymagane parametry wytrzymałościowe i eksploatacyjne.
Odpowiedź "aluminium" jest nieprawidłowa, bo choć jest lekkie, to w typowych zastosowaniach nie zapewnia wymaganej odporności na zużycie i trwałości w kontakcie koło–szyna. Odpowiedź "drewno" jest błędna, ponieważ drewno może występować historycznie lub pomocniczo jako materiał na podkłady, ale nie spełnia wymagań dla szyn. Odpowiedź "beton" także jest błędna: beton (żelbet/sprężony) jest powszechny w podkładach oraz w konstrukcjach inżynieryjnych, ale nie jest materiałem na szyny ze względu na charakter pracy i wymagania powierzchniowe.
Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w treści pojawiają się słowa "szyna", "zużycie", "wytrzymałość" i "kontakt koło–szyna", to niemal zawsze chodzi o właściwości stali szynowej, a nie o materiały spotykane w innych częściach toru.
