Az elmúlt évtizedekben a vasút ismét bizonyította, hogy innovatív rendszer. Nagy elvárásoknak tudott megfelelni. A Francia Vasutak (SNCF) 1955. évi 331 km/h-s sebességi világrekord elérése után szinte használhatatlan vált a vágány (1. ábra), míg a 2007. évi 574,8 km/h-s SNCF világrekord menet után a pálya a szabályszerű üzemnek egyszerűen átadható volt.

A két esemény között a vágányépítés és karbantartás területén olyan fejlesztések valósultak meg, amelyek Ausztriát az élvonalba emelték. Ahogyan az a sikerekből gyakran következik, új problémák is felmerültek. A magas sebességek szigorú mérethatárokhoz vezetnek, és jelentős a karbantartási igény. A Tokió–Oszaka vonal 2000. évi menetrendjét szemlélve, csak egyetlen órára vonatkozó részt megjelenítve (2. ábra), kiderül az új gond: a pálya rendelkezésre állásának és karbantarthatóságának ellentéte.
A másik kihívás a vasút számára a nagy tömegű teherszállítás. Az Egyesült Államok legterheltebb vonalain évente 450 millió bruttótonna a szállítási teljesítmény. Ez csak nagy tengelyterhelésű (max. 40 t) és nagyon hosszú (4 km és hosszabb) szerelvényekkel lehetséges. Ilyen nagy teljesítményű vasutak az USA mellett egyebek között Dél-Afrikában, Ausztráliában, Dél-Amerikában és Kínában vannak, ahol főleg vasúton szállítják az ércet a kikötőkbe. A nagyon magas tengelyterhek miatt a vágány állapota gyorsan romlik, ezzel együtt jár a magas karbantartási igény, s ez a rendelkezésre állás és a karbantarthatóság már említett ellentmondásához vezet. Ez Ausztriában is súlyos gondja a vasúti rendszernek, pedig ott nincs szó sem a legnagyobb sebességekről, sem a legnehezebb tengelyterhekről, mivel Ausztriában és szinte egész Európában a vegyes forgalom a meghatározó. Ezeken a személy- és a teherforgalom által egyaránt használt vágányokon napközben a személyforgalom élvez elsőbbséget, míg éjjel a teherforgalom. Egyedül Ausztriában kereken 6500 szerelvény közlekedik naponta a szűk kapacitásúnak bizonyuló hálózaton, ismételten a rendelkezésre állás és a karbantarthatóság problémáját felvetve.
A vasúti pálya fenntarthatósága több mint modern jelszó, a fenntarthatóság az egyetlen lehetséges válasz az aktuális kihívásokra.
A felépítmény területén, amelyről e cikk szól, a fenntarthatóság csak úgy fokozható, s ezt tudnunk kell, ha a vágány viselkedésének minőségét javítjuk. Az emiatt szükséges műszaki megoldások megkövetelik a feltételek gazdaságossági értékelését, aminek a vasútra jellemző hosszú használati idő miatt az élettartamköltségeken kell alapulnia. S itt bezárul a kör, mivel az élettartamköltségek becslése szükségessé teszi a vágány viselkedésének prognosztizálását.
Az osztrák kormányprogramban a vasút részére irányelv a fenntarthatóság alapú szemlélet, és az ÖBB célkitűzései között is ez szerepel: „…fenntartható vasúti rendszer … az előírt minőségen…”. Tehát a kimondott cél az előírt minőség. A minőség a fenntarthatóság előfeltétele, az előírt minőség előfeltétele a gazdaságilag optimális fenntarthatóságnak, amivel megmutatkozik a műszaki és a gazdasági optimum kettőssége. Philip B. Crosby jegyezte meg a minőségről: „A minőség az embereknél kezdődik, s nem a dolgoknál. Ha valaki változást akar elérni, mindenekelőtt a közreműködők belső beállítottságát kell célba vennie.” Ezt én a tanulásra való felszólításnak vélem mind az egyetemi oktatásban, mind a vasút továbbképzéseiben. John Ruskin, a közgazdaságtan első oxfordi professzora írta: „A minőség nem véletlen. Az mindig a gondolkodó erőfeszítés eredménye.” A Crosby-idézet felszólítás volt a tanulásra, a Ruskin-idézet pedig a kutatásra.

Amennyiben a minőség döntő tényező a fenntarthatóság javítása érdekében, akkor meghatározandó, hogy milyen minőségre gondolunk, és azt hogyan tudjuk leírni. Mindenekelőtt ki kell jelenteni, hogy az alábbiakban tárgyalandó minőségek jelentősen a biztonsági határértékek felett állnak. Ha elérjük a biztonság szempontjából releváns értéket, már semmiféle tervezés és azzal együtt optimalizálás nem lehetséges, csupán a helyzetre reagálhatunk. A minőség egyetlen értékkel történő leírása ugyanúgy kizárható. A minőség változásának, a trendnek az ismerete nélkül egyetlen számmal, bármily sokatmondó is az, semmi nem jellemezhető. Amennyiben a minőség nem túl jó, de alig változik, az azt igazolja, hogy nem kell beavatkozni. Másfelől lehet jobb egy minőség, de ha erőteljesen romlik, akkor a beavatkozás szükséges, hogy a túl nagy, nehezen elhárítható hibát kiküszöbölhessük.
Annak a kutatásnak a szemlélete, amely a Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézetnél (Institut für Eisenbahnwesen und Verkehrswirtschaft) folyik, és amely már visszaigazolást is nyert, nagyon egyszerű pályamesteri tapasztalaton, a vasúti vágányt érintő általános megfigyelésen alapul: „A jó minőségű vágány jól viselkedik, a rossz minőségű gyorsabban romlik.” Ez a mondat – értelmének megváltoztatása nélkül – így alakítható át: „A romlás sebessége az aktuális állapottól függ.” Ez a kijelentés egy matematikus számára a dQ/Q = C differenciálegyenlet szóbeli megfogalmazását jelenti , amely egyszerűen megoldható: Q(t)=Q0*ebt ahol Q0 a kiindulási minőség, b a romlási ráta és t az idő.
Ezt a tapasztalatot és azzal együtt a matematikai formulát Magyarországon fogalmazták meg először, futásdinamikai alapon levezetve: adott egy fekvésgeometriai hiba, az ezen át történő futás többlet dinamikus erőket ébreszt, amelyek növelik a hiba nagyságát.
Ez az egyenlet a műszaki összefüggések és gazdasági kihatásuk kettősségét tükrözi vissza. A Q0 a kiinduló minőség és azzal a beruházás, illetve a karbantartás utáni helyzet, míg az ebt kifejezéssel a minőség romlása és azzal a karbantartási szükségesség írható le. Gondoljunk a költségekre a minőség helyett, s az egyenlet magában foglalja mind a beruházás, mind a karbantartás költségét és ezáltal az élettartamköltséget.
A menetrendvezérelt vasúti rendszerben az életciklusköltségek között az ún. üzemzavarási költségeket is figyelembe kell venni, amelyek abból adódnak, hogy a vágányszabályozó nagygépek akadályozzák a menetrendszerű vasúti forgalmat, s ennek többlet üzemi költségei vannak. A „viselkedés minősége” fogalom a pályafenntartási stratégia műszaki jellegzetességét világítja meg, míg az „életciklusköltség” (LCC) fogalma a hozzá tartozó gazdasági következményeket, amivel a mindkét területről együttes szabályozást adó LCC értékelés optimális pályafenntartási stratégia megalkotását teszi lehetővé.
Az egyenletben kifejezett szigorú összefüggés a beruházás és a karbantartás között műszakilag nem adható meg. Az élettartamköltség vizsgálatával a beruházás, a karbantartás és az élettartam között új összefüggések fedezhetők fel. A beruházás kiindulási minőséget hoz létre, nem tud élettartamot produkálni, csupán lehetőséget teremt arra. Csak a karbantartás tudja a kiinduló minőséget élettartammá alakítani, megvalósítva azzal a beruházás adta lehetőséget. Mi célt szolgál most ez a tipikus akadémikus szójáték? Ez a megfogalmazás egyrészről mindkét terület számára világossá teszi a feladatokat, másrészt megmutatja összefüggésüket. Kézenfekvő, hogy a nem elégséges karbantartás csökkenti az élettartamot, és egyúttal az alapvetően ésszerű beruházást leértékeli.