Камни на железной дороге

Стоит начать с того, что это не камни, а балласт, а точнее щебеночный балласт.

Итак, зачем же он нужен? А вот, зачем:

1. Восприятие нагрузки. Движущийся поезд весит очень много, едет с некоторой скоростью, то есть эта нагрузка — динамическая, которая на порядок выше простой статической. Последовательность её распределения такова: с вагона на тележки, с тележек на колёсные пары, с колёсных пар на рельсы, с рельс на шпалы, со шпал на балласт, от балласта на земляное полотно т. е. на грунт, если мы находимся не на мосту. И на каждом этапе распределение происходит на большую площадь, но на менее прочный материал. И балласт как прочный грунт должен воспринять нагрузку со шпал, и передать её на возможно большую площадь и наиболее равномерно. Это работает, грубо говоря, как подушка.
2. Отвод воды. Балласт подобран такой величины (гранулометрического состава), чтобы вода поступающая на него быстро проходила через естественные пустоты между "камнями". И кроме того, на наиболее ответственных путях его чистят (да, это не шутки), потому что в процессе эксплуатации щебень крошится и загрязняется мусором, пылью и другими мелкими частицами. (Мне кажется чистка балласта заслуживает отдельного вопроса.)

Кроме того, балласт должен быть низкой электропроводности для того, чтобы сигнальные токи для автоматики проходили только по рельсам, должен позволять выправлять положение пути (что было бы сложно, если уложить рельсошпальную решётку на железобетон), быть достаточно упругим, то есть восстанавливать своё положение после снятия нагрузки, но при этом жёстким, чтобы сохранять геометрию рельсовой колеи.