В настоящее время железобетонные шпалы изготавливаются цельнобрусковыми из предварительно напряженного железобетона и армируются высокопрочной проволокой.

При производстве железобетонной шпале придают трапециевидную форму, такая шпала лучше работает под нагрузкой (по сравнению с прямоугольным параллелепипедом  пропитанных шпал). Наибольшие прогибы и давления на балласт регистрируются у торцов железобетонной шпалы. Для уменьшения воздействия этих явлений ширина подошвы средней части шпалы уменьшена, а у торцов – увеличена.

Трапециевидная форма шпалы (в поперечном сечении) снижает давление на балласт и его деформацию, особенно это заметно у краев балластной призмы, где сопротивление балласта выдавливанию наименьшее. Одновременно сопротивляемость пути выбросу и сдвигу в поперечном направлении значительно увеличивается, что особенно важно для бесстыкового пути.

При этом железобетонная шпала имеет переменное по длине продольное сечение. В средней части оно характеризуется относительно низкой жесткостью. В подрельсовых же сечениях увеличение высоты шпалы создается путем утолщения слоя бетона над продольной арматуры. Верхняя часть шпалы при движении поезда подвергается сжатию, а на сжатие работает хорошо даже неармированный бетон.

Такая совокупность сечений способствует достижению некоторых преимуществ:

- поскольку центр тяжести подрельсовых сечений выше центра тяжести арматуры (в средней части шпалы – эффект «наоборот»), происходит рациональное предварительное обжатие бетона. Соответственно, максимальное предварительное обжатие бетона возникает в зонах, растянутых под поездной нагрузкой: в верхних зонах в середине шпалы и в нижних зонах – в ее подрельсовых сечениях;

- чем меньше жесткость шпалы на изгиб, тем меньше изгибающий момент в средней междурельсовой части шпалы.

Чтобы сделать работу закладных болтов и нашпальных резиновых подкладок максимально эффективной, а также в целях обустройства подуклонки рельсов и передачи боковых сил на бетон, в подрельсовых зонах делают углубления с наклоном.

Выделяют два сорта железобетонных шпал – соответственно показателям качества бетонной поверхности, стойкости к образованию трещин и точности геометрических параметров.

Шпалы второго сорта (так же как и шпалы пропитанные второго типа) укладываются только с согласия заказчика на станционных, подъездных путя и путях с малой нагрузкой.

Железобетонные шпалы брускового типа эксплуатируются уже в течение долгого времени и показали свои бесспорные преимущества перед деревянными пропитанными шпалами:

-  стабильность ширины рельсовой колеи;

- более высокая устойчивость бесстыкового пути против выброса (выше на 10-20%, чем при использовании деревянных шпал);

- железобетонные шпалы более долговечны (срок эксплуатации может достигать 30-50 лет), поэтому они реже требуют ремонта;

- по всей длине пути характеристики упругости более однородны, что обеспечивает плавность движения поездов (это особенно важно для скоростных линий);

- сохранность лесов.

Недостатки железобетонных шпал:

• Повышенная чувствительность к неоднородности балластного слоя;
• Достаточно высокие нагрузки на балластный слой при жестком нижнем строении пути;
• Более высокая жесткость пути (по сравнению с деревянными пропитанными шпалами), уменьшаемая с помощью дополнительных резиновых прокладок-амортизаторов;
• Небольшая площадь активной зоны контакта.

Чтобы уменьшить перечисленные недостатки, надо вводить новые конструктивные решения, разрабатывать их с учетом максимального снижения затрат жизненного цикла. Один из эффективных вариантов – использование железобетонных шпал с упругой подошвой. 

Целесообразно применение железобетонных шпал при следующих условиях:

• Ввиду повышенной стабильности и равноупругости такого пути, на линиях со скоростным движением пассажирских поездов (свыше 140км/ч).
• Совместно с бесстыковыми рельсовыми плетями.

Переход от железобетонных шпал к пропитанным деревянным следует осуществлять вне зон рельсовых стыков, чтобы не возникало одновременного скачка жесткости и неровности на стыке.

Стрелочные переводы устанавливают на пропитанных деревянных шпалах. Такие шпалы имеют некоторые преимущества перед железобетонными шпалами:

- более дешевое и простое производство;

- лучшая и более простая электроизоляция рельсов;

- умеренная жесткость пути.