Залізниця починається з Росії?
Спочатку колійні дороги з'явилися на розробках каменю, в рудниках і вугільних шахтах. Перші так звані рейки представляли собою дерев'яні бруси - лежня. Перші згадки про них відносяться до середини XVI століття. За таким колійності шляху коня могла везти вантаж в 4 рази більший, ніж по звичайній грунтовій дорозі.
Однак дерев'яні лежня швидко зношувалися, вози сходили зі шляху. Щоб зменшити знос дерев'яних лежнів, їх стали зміцнювати залізними або чавунними смугами. Для запобігання сходів возів з колії на лежнях стали робити закраїни.
Чавунні рейки з'явилися в XVIII столітті. Одна з перших чавунних доріг довжиною близько 160 м була побудована на Олександрівському заводі в Петрозаводську (Онежський завод) в 1788 році під керівництвом А. С. Ярцева. Ширина колії була близько 0,8 м. Рейка був уголковим. Рух по цьому шляху було в 12 разів легше, ніж по звичайних грунтових дорогах. Така конструкція шляху була більш досконалою, проте в процесі експлуатації поверхню рейок засмічується і справляла великий опір коченню.
Ця причина, мабуть, призвела до появи опуклих рейок з еліптичною формою поверхні катання, введених гірським інженером П. К. Фроловим. Колеса мали жолоб, відповідний формі головки рейки. Цей рейок з'явився прообразом сучасного залізничного рейки.
Перша кінно-чавунна дорога з опуклими рейками довжиною близько 2 км була побудована в Росії в 1806-1809 роках П. К. Фроловим на Змеіногорском руднику Коливано-Воскресенських заводів на Алтаї. Вона була першою у світі залізницею з усіма її основними елементами: дорога мала насипу, виїмки, віадук, міст через річку Корбаліху на 20 кам'яних стовпах заввишки до 11 м. Ухил лінії не перевищував 14%. По цій дорозі один кінь могла везти вантаж у 25 разів більший, ніж по ґрунтовій дорозі.
Подібні дороги в Америці з'явилися тільки через 17 років, а в Англії - через 10-15 років.
У 1755 році для перевезення породи на рудниках Алтаю вже був побудований вузькоколійний шлях з дерев'яними рейками, по яких рухалися дерев'яні ж вагонетки. Уздовж шляху була натягнута тросова петля. Для приведення її в рух використовувалися коні, що обертали шків. На кожній вагонетці було по два затиску, які можна було по черзі причіплювати до однієї або іншої сторони петлі провідного троса. Завдяки цьому, була можливість зупиняти вагонетки або змінювати напрямок їх руху при безперервному русі ведучого троса.
Талановитий російський інженер П. К. Фролов запропонував ряд проектів будівництва доріг на Алтаї, а в 1812 році - проект солевозной дороги між озером Ельтон і Волгою протяжністю близько 150 км. Ці проекти виходили за рамки внутризаводского транспорту. Висуваючи їх, Фролов випереджав усі країни Західної Європи і Америки. Але царські чиновники не підтримали ці грандіозні на ті часи плани.
Великим кроком вперед у розвитку залізничної справи, в тому числі і залізничної колії, стало будівництво в 1842-1851 роках лінії Петербург-Москва протяжністю 651 км. На лінії вперше були застосовані шірокоподошвенний рейки масою 1 метра 29 кг (лінійна щільність 29 кг / м), довжиною 5,486 м і висотою 89 мм-баластний шар мав товщину 0,5 м на насипах і 0,8 м у виїмках і складався з двох шарів: верхнього - з гранітного щебеню товщиною 18 см і нижнього - піщаного або гравійного. У процесі будівництва підрядники стали застосовувати тільки піщаний баласт.
Ширина колії за наполяганням П. П. Мельникова та інших російських інженерів була встановлена 5 футів (1524 мм). Мельников підкреслював, що в користь панівної за кордоном колії шириною 1435 мм «немає ніяких переконливих доводів», колія в 1829 мм поведе до марної перевитрати матеріалів, а вантажопідйомність вагонів не підвищиться.
Одночасно з розвитком залізничного будівництва розвивалася і наука про залізничній колії. Інженер П. П. Мельников в 1835 році запропонував формулу для розрахунку рейок з урахуванням впливу рухомого навантаження. Впливу рухомого складу на шлях були досліджені професором К. Ю. Цеглинський в 1903 році в праці «Залізнична колія в кривих». Великий внесок у розрахунки колії на міцність вніс академік М. П. Петров.
Вітчизняні фахівці вели великі роботи по створенню нових конструкцій, вдосконалення науки про залізничній колії. Однак в умовах царської Росії багато їх починання не знаходили належної підтримки, тому залізничний транспорт в царській Росії був технічно розвинений слабко.
