รางรถไฟรุ่นแรกสุดนั้นเป็นเพียงท่อนไม้ธรรมดา เพื่อป้องกันการสึกหรอ จึงมีการวางแผ่นเหล็กบางๆ ไว้บนรางไม้ วิธีนี้ช่วยประหยัดเงินได้เพราะไม้มีราคาถูกกว่าโลหะ แต่ระบบนี้มีข้อเสียคือบางครั้งการเคลื่อนผ่านของล้อรถไฟจะทำให้แผ่นเหล็กหลุดออกจากรางไม้ ปัญหานี้ได้รับการรายงานครั้งแรกโดยRichard Trevithickในปี 1802 การใช้รางแบบแผ่นเหล็กในสหรัฐอเมริกา (เช่น บนทางรถไฟ Albany and Schenectady ประมาณปี 1837) ทำให้ผู้โดยสารถูกคุกคามด้วย "หัวงู" เมื่อแผ่นเหล็กม้วนตัวและแทงเข้าไปในตู้โดยสาร^{[ 2 ]}

รางรูปตัว T เป็นการพัฒนามาจากรางแบบสายรัด ซึ่งมีหน้าตัดเป็นรูปตัว 'T' โดยการขยายส่วนบนของสายรัดให้เป็นหัว รางรูปแบบนี้โดยทั่วไปมีอายุการใช้งานสั้น และถูกยกเลิกในอเมริกาภายในปี พ.ศ. 2398 ^{[ 9 ]}

รางแผ่นเป็นรางแบบแรกๆ มีหน้าตัดเป็นรูปตัว 'L' โดยที่ขอบรางจะช่วยยึดล้อที่ไม่มีขอบไว้บนราง รางที่มีขอบนี้กลับมาได้รับความนิยมอีกครั้งในช่วงทศวรรษ 1950 ในฐานะรางนำทาง เช่น ในรถไฟใต้ดินปารีส ( รถไฟใต้ดินแบบใช้ล้อยางหรือMétro sur pneus ของฝรั่งเศส ) และล่าสุดในรถโดยสารนำทางในระบบรถโดยสารนำทางของเคมบริดจ์เชียร์รางเป็นคานคอนกรีตหนา350 มม. (14 นิ้ว) มีขอบกว้าง 180 มม. (7.1 นิ้ว)เพื่อทำเป็นขอบราง รถโดยสารวิ่งบนล้อถนนปกติโดยมีล้อนำทางติดตั้งด้านข้างเพื่อวิ่งไปตามขอบราง รถโดยสารจะบังคับทิศทางตามปกติเมื่ออยู่นอกทางวิ่งรถโดยสาร คล้ายกับรถม้าในศตวรรษที่ 18 ซึ่งสามารถบังคับเลี้ยวไปรอบๆ ปากเหมืองก่อนที่จะเข้าสู่รางเพื่อเดินทางไกลขึ้น    

รางสะพานเป็นรางที่มีรูปทรงตัวยูคว่ำ รูปทรงที่เรียบง่ายทำให้ผลิตได้ง่าย และถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายก่อนที่รางที่มีรูปทรงซับซ้อนกว่าจะราคาถูกพอที่จะผลิตได้ในปริมาณมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งถูกนำไปใช้ในรางขวางทางรถไฟขนาด 7 ฟุต1/4 นิ้ว ( 2,140 มม. )ของ Great Western Railwayซึ่งออกแบบโดยIsambard Kingdom Brunel    

รางรถไฟแบบบาร์โลว์ถูกคิดค้นโดยวิลเลียม เฮนรี บาร์โลว์ในปี 1849 มันถูกออกแบบมาให้วางตรงลงบนหินรองรางแต่เนื่องจากไม่มีไม้หมอน (ตัวยึดราง) ทำให้ยากที่จะรักษาระดับความกว้างของรางให้คงที่

รางแบบก้นแบนเป็นรูปแบบรางที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก

รางฐานแบน

ราง Vignolesเป็นชื่อที่นิยมใช้เรียกรางแบบฐานแบน โดยตั้งชื่อตามวิศวกรCharles Vignolesผู้ซึ่งนำรางแบบนี้มาใช้ในสหราชอาณาจักร Charles Vignoles สังเกตเห็นว่าราง เหล็กดัดและ เก้าอี้ เหล็กหล่อ บนบล็อกหิน ซึ่งเป็นระบบที่ใช้กันทั่วไปในขณะนั้น เกิดการสึกหรอขึ้นในปี 1836 เขาจึงแนะนำรางแบบฐานแบนให้กับทางรถไฟลอนดอนและครอยดอนซึ่งเขาเป็นวิศวกรที่ปรึกษา รางแบบดั้งเดิมของเขามีหน้าตัดเล็กกว่าราง Stevens และมีฐานกว้างกว่ารางสมัยใหม่ โดยยึดด้วยสกรูผ่านฐาน ทางรถไฟสายอื่นๆ ที่นำรางแบบนี้มาใช้ ได้แก่Hull and Selby , Newcastle and North ShieldsและManchester, Bolton and Bury Canal Navigation and Railway Company ^{[ 11 ]}

ในสหราชอาณาจักร เมื่อสามารถถนอมไม้หมอนรถไฟด้วยสารปรอทคลอไรด์ (กระบวนการที่เรียกว่าไคยาไนซิ่ง ) และครีโอโซตได้แล้วการเดินทางจึงราบรื่นและเงียบกว่าการใช้บล็อกหินมาก รางรถไฟถูกยึดติดกับไม้หมอนโดยตรงโดยใช้ตะปูรางการใช้งานและชื่อเสียงของวิญโญลส์แพร่กระจายไปทั่วโลก อย่างไรก็ตาม บริษัทรถไฟในสหราชอาณาจักรยังคงนิยมใช้รางแบบหัวกลมที่ยึดด้วยลิ่มไม้ในฐานเหล็กหล่อ จนกระทั่งถึงทศวรรษ 1970

รอยต่อระหว่างรางรถไฟสองรางเป็นส่วนที่อ่อนแอที่สุดของรางรถไฟ รางเหล็กในยุคแรกๆ นั้นเชื่อมต่อกันด้วยแผ่นเหล็กหรือแท่งโลหะที่ยึดด้วยน็อตผ่านส่วนกลางของราง แต่ปัจจุบันได้มีการพัฒนาวิธีการเชื่อมต่อรางสองรางที่แข็งแรงกว่า เมื่อใช้โลหะในปริมาณที่เพียงพอในการเชื่อมต่อราง รอยต่อก็จะแข็งแรงเกือบเท่ากับส่วนอื่นๆ ของราง เสียงที่เกิดจากรถไฟวิ่งผ่านรอยต่อราง ซึ่งมักเรียกว่า "เสียงคลิกแก๊กๆ ของรางรถไฟ" สามารถกำจัดได้โดยการเชื่อมต่อรางเข้าด้วยกันรางที่เชื่อมต่อกันอย่างต่อเนื่องจะมีพื้นผิวด้านบนที่สม่ำเสมอแม้กระทั่งที่รอยต่อ

ในช่วงปลายทศวรรษ 1830 ทางรถไฟของอังกฤษใช้รูปแบบรางที่แตกต่างกันหลายแบบทางรถไฟลอนดอนและเบอร์มิงแฮมซึ่งได้มอบรางวัลสำหรับการออกแบบที่ดีที่สุด เป็นหนึ่งในเส้นทางแรกๆ ที่ใช้รางแบบหัวคู่ โดยที่หัวและท้ายของรางมีลักษณะเดียวกัน รางเหล่านี้ได้รับการรองรับโดยตัวยึดที่ติดอยู่กับหมอนรองราง^{[ 12 ]}

ข้อดีของรางคู่คือ เมื่อหัวรางสึกหรอ ก็สามารถพลิกกลับด้านและนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ในปี ค.ศ. 1835 ปีเตอร์ บาร์โลว์ แห่งทางรถไฟลอนดอนและเบอร์มิงแฮม แสดงความกังวลว่าวิธีนี้จะไม่ประสบความสำเร็จ เนื่องจากเก้าอี้รองรับจะทำให้เกิดรอยบุ๋มบนพื้นผิวด้านล่างของราง ทำให้ไม่เหมาะสมที่จะใช้เป็นพื้นผิวสำหรับวิ่ง แม้ว่าทางรถไฟเกรทนอร์เทิร์นจะประสบปัญหานี้ แต่รางคู่ก็ถูกใช้งานและพลิกกลับด้านได้สำเร็จโดยทางรถไฟลอนดอนและเซาท์เวสเทิร์น ทางรถไฟ นอร์ทอีสเทิ ร์น ทางรถไฟลอนดอน ไบรตันและเซาท์โคสต์และทางรถไฟเซาท์อีสเทิร์น รางคู่ยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในสหราชอาณาจักรจนถึงสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง^{[ 12 ]}

รางหัววัวได้รับการพัฒนามาจากรางหัวคู่รูปทรงของหัวรางไม่เหมือนกับฐาน เนื่องจากรูปทรงไม่สมมาตร จึงไม่สามารถพลิกรางหัววัวแล้วใช้ฐานเป็นหัวได้ วิธีการวางรางแบบนี้มีราคาแพง เพราะ ต้องใช้ เก้าอี้ เหล็กหล่อขนาดใหญ่ เพื่อรองรับราง ซึ่งยึดติดกับเก้าอี้ด้วยลิ่มไม้ (ต่อมาเปลี่ยนเป็นเหล็ก) หรือ "ตัวล็อก" ซึ่งต้องดูแลรักษาเป็นประจำ

รางหัววัวเป็นมาตรฐานสำหรับระบบรถไฟของอังกฤษตั้งแต่กลางศตวรรษที่ 19 จนถึงกลางศตวรรษที่ 20 ในปี พ.ศ. 2497 รางหัววัวถูกใช้บน รางใหม่ 449 ไมล์ (723 กม.)และรางก้นแบนถูกใช้บนราง923 ไมล์ (1,485 กม . ) ^{[ 13 ]}หนึ่งในมาตรฐานอังกฤษ ฉบับแรก BS 9 เป็นมาตรฐานสำหรับรางหัววัว ซึ่งตีพิมพ์ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2448 และแก้ไขในปี พ.ศ. 2467 รางที่ผลิตตามมาตรฐานปี พ.ศ. 2448 เรียกว่า "OBS" (Original) และรางที่ผลิตตามมาตรฐานปี พ.ศ. 2467 เรียกว่า "RBS" (Revised) ^{[ 14 ]}  

รางรถไฟแบบหัวนูนถูกแทนที่ด้วยรางแบบหัวแบนเกือบทั้งหมดในระบบรถไฟของอังกฤษ แม้ว่าจะยังคงมีอยู่บ้างในบางเส้นทางสาขาและทางแยกนอกจากนี้ยังพบได้ในทางรถไฟสายอนุรักษ์เนื่องจากความต้องการที่จะรักษารูปลักษณ์ทางประวัติศาสตร์ และการใช้ชิ้นส่วนรางเก่าที่เก็บมาจากเส้นทางหลักรถไฟใต้ดินลอนดอนยังคงใช้รางแบบหัวนูนต่อไปหลังจากที่ได้เลิกใช้ไปแล้วในส่วนอื่นๆ ของอังกฤษ แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีความพยายามอย่างจริงจังที่จะเปลี่ยนมาใช้รางแบบหัวแบนแทนอย่างไรก็ตาม กระบวนการเปลี่ยนรางในอุโมงค์เป็นไปอย่างช้าๆ เนื่องจากความยากลำบากในการใช้เครื่องจักรและอุปกรณ์ขนาดใหญ่

ในกรณีที่วางรางรถไฟบนพื้นผิวถนน (ทางเท้า) หรือบนพื้นที่มีหญ้าปกคลุม จะต้องมีช่องสำหรับรองรับหน้าแปลนของราง ซึ่งทำได้โดยการทำร่องที่เรียกว่า หน้าแปลนเวย์ (flangeway) รางรถไฟประเภทนี้จึงเรียกว่ารางร่อง (grooved rail) , รางร่อง (groove rail ) หรือรางคาน (girder rail ) หน้าแปลนเวย์จะมีหัวรางอยู่ด้านหนึ่งและแผ่นกั้นอยู่ด้านตรงข้าม แผ่นกั้นไม่มีน้ำหนัก แต่สามารถทำหน้าที่เป็นรางกันกลับได้

รางแบบมีร่องถูกคิดค้นขึ้นในปี พ.ศ. 2495 โดยอัลฟองส์ ลูบาต์ นักประดิษฐ์ชาวฝรั่งเศสผู้พัฒนาปรับปรุง อุปกรณ์ รถรางและราง และช่วยพัฒนาเส้นทางรถรางในนิวยอร์กซิตี้และปารีส^{[ 15 ]} การคิดค้นรางแบบมีร่องทำให้สามารถวางรางรถรางได้โดยไม่ก่อให้เกิดความรำคาญแก่ผู้ใช้ถนนรายอื่น ยกเว้นนักปั่นจักรยาน ที่ ไม่ระมัดระวัง ซึ่งล้ออาจติดอยู่ในร่องได้ ร่องอาจเต็มไปด้วยกรวดและดิน (โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากไม่ได้ใช้งานบ่อยหรือหลังจากไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานาน) และจำเป็นต้องทำความสะอาดเป็นระยะ ซึ่งทำโดยรถ "ขัด" (อาจเป็นรถรางเฉพาะทางหรือรถบำรุงรักษาถนน-ราง ) การไม่ทำความสะอาดร่องอาจทำให้การ เดินทางของผู้โดยสารไม่ราบรื่น เกิดความเสียหายต่อล้อหรือราง และอาจทำให้ตกราง ได้

รางรถไฟมีหลายขนาดให้เลือกใช้ ขนาดรางรถไฟที่นิยมใช้กันทั่วไปในยุโรป ได้แก่:

ในประเทศต่างๆ ของอดีตสหภาพโซเวียต รางเหล็ก ขนาด 65 กก./ม. (131ปอนด์/ หลา) และ75 กก./ม. (151 ปอนด์/หลา) (ที่ไม่ได้ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน) เป็นที่นิยมใช้กันทั่วไป รางเหล็กขนาด 75 กก./ม. (151 ปอนด์/หลา) ที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนก็เคยถูกนำมาใช้ในทางรถไฟสำหรับงานหนัก เช่น ทางรถไฟ สายหลักไบคาล-อามูร์แต่พบว่ามีประสิทธิภาพในการใช้งานต่ำ และส่วนใหญ่ถูกปฏิเสธและหันมาใช้รางเหล็ก ขนาด 65 กก./ม. (131 ปอนด์/หลา) แทน        

ระบบรถไฟความเร็วสูง (HSR) ของฝรั่งเศส ( TGV ) และเยอรมนี ( ICE ) ใช้รางขนาด60 กก./ม. (121 ปอนด์/หลา) ^{[ 19 ]}  

สมาคมวิศวกรโยธาแห่งอเมริกา (หรือ ASCE) ได้กำหนดโปรไฟล์รางรถไฟในปี พ.ศ. 2436 ^{[ 20 ]} โดยเพิ่มขึ้น ทีละ5 ปอนด์/หลา (2.5 กก./ม.)ตั้งแต่40 ถึง 100 ปอนด์/หลา (19.8 ถึง 49.6 กก./ม.)ความสูงของรางเท่ากับความกว้างของฐานสำหรับน้ำหนักรางรูปตัวทีของ ASCE แต่ละแบบ และโปรไฟล์ได้ระบุสัดส่วนน้ำหนักคงที่ในส่วนหัว ส่วนกลาง และส่วนท้ายที่ 42%, 21% และ 37% ตามลำดับ โปรไฟล์ ASCE 90 ปอนด์/หลา (44.6 กก./ม.)นั้นเพียงพอ แต่น้ำหนักที่หนักกว่านั้นไม่เป็นที่น่าพอใจ ในปี พ.ศ. 2452 สมาคมรถไฟแห่งอเมริกา (หรือ ARA) ได้กำหนดโปรไฟล์มาตรฐานโดย เพิ่มขึ้นทีละ 10 ปอนด์/หลา (4.96 กก./ม.)ตั้งแต่60 ถึง 100 ปอนด์/หลา (29.8 ถึง 49.6 กก./ม. ) สมาคมวิศวกรรมทางรถไฟแห่งอเมริกา (หรือ AREA) ได้กำหนดมาตรฐานรูปทรงของรางรถไฟสำหรับน้ำหนัก100 ปอนด์/หลา (49.6 กก./เมตร) 110 ปอนด์/หลา (54.6 กก./เมตร)และ120 ปอนด์/หลา ( 59.5 กก. /เมตร)ในปี 1919 สำหรับรางรถไฟ น้ำหนัก 130 ปอนด์/หลา (64.5 กก./เมตร)และ140 ปอนด์/หลา (69.4 กก./เมตร)ในปี 1920 และสำหรับ รางรถไฟ น้ำหนัก 150 ปอนด์/หลา (74.4 กก./เมตร)ในปี 1924 แนวโน้มคือการเพิ่มอัตราส่วนความสูงของรางต่อความกว้างของฐาน และเสริมความแข็งแรงของส่วนกลางราง ข้อเสียของฐานรางที่แคบกว่าได้รับการแก้ไขโดยการใช้แผ่นยึดรางคำแนะนำของ AREA ช่วยลดน้ำหนักสัมพัทธ์ของหัวรางลงเหลือ 36% ในขณะที่รูปทรงทางเลือกอื่นๆ ช่วยลดน้ำหนักหัวรางลงเหลือ 33% ในรางรถไฟที่มีน้ำหนักมากกว่า นอกจากนี้ยังให้ความสนใจกับการปรับปรุงรัศมีของรอยต่อเพื่อลดความเข้มข้นของความเค้นที่จุดเชื่อมต่อระหว่างเว็บกับหัว AREA แนะนำโปรไฟล์ ARA 90 lb/yd (44.6 kg/m) ^{[ 21 ]}ราง ASCE รุ่นเก่าที่มีน้ำหนักเบากว่ายังคงใช้งานอยู่ และตอบสนองความต้องการที่จำกัดสำหรับรถไฟรางเบาได้เป็นเวลาหลายทศวรรษ AREA ได้ควบรวมเข้ากับAmerican Railway Engineering and Maintenance-of-Way Associationในปี 1997                        

ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 การผลิตรางส่วนใหญ่เป็นแบบหนักปานกลาง ( 112 ถึง 119 ปอนด์/หลา หรือ 55.6 ถึง 59.0 กก./เมตร ) และแบบหนัก ( 127 ถึง 140 ปอนด์/หลา หรือ 63.0 ถึง 69.4 กก./เมตร ) รางที่มีน้ำหนักต่ำกว่า100 ปอนด์/หลา (49.6 กก./เมตร)มักใช้สำหรับขนส่งสินค้าที่มีน้ำหนักเบา รางที่มีการใช้งานน้อย หรือรถไฟรางเบา รางที่มีน้ำหนัก100 ถึง 120 ปอนด์/หลา (49.6 ถึง 59.5 กก./เมตร) ใช้สำหรับ สายรถไฟขนส่งสินค้าความเร็วต่ำหรือระบบขนส่งด่วนตัวอย่างเช่น รางส่วนใหญ่ของ ระบบรถไฟ ใต้ดินนิวยอร์กซิตี้สร้างด้วยรางที่ มีน้ำหนัก 100 ปอนด์/หลา (49.6 กก./เมตร)รางสายหลักมักสร้างด้วย รางที่มีน้ำหนัก 130 ปอนด์/หลา (64.5 กก./เมตร)หรือหนักกว่านั้น ขนาดรางทั่วไปในอเมริกาเหนือ ได้แก่: ^{[ 22 ]}            

ขนาดรางรถไฟที่ใช้กันทั่วไปในออสเตรเลียมีดังนี้:

• รางขนาด 68 กก./ม. (137 ปอนด์/หลา) ใช้ในทางรถไฟขนส่ง แร่เหล็กหนักทางตะวันตกเฉียงเหนือของรัฐ เว ^สเทิร์นออสเตรเลีย [ ^{23 ]}  
• 50  กก./ม. และ 60  กก./ม. เป็นมาตรฐานปัจจุบันบนสายหลักอื่นๆ แม้ว่าขนาดอื่นๆ บางขนาดจะยังคงผลิตอยู่^{[ 24 ]}