Pues para explicar algunas de las cosas que preguntas, haría falta un buen ante-proyecto, ¡je, je, je!
Intentaré ser breve, aunque en este caso es difícil. A ver...
Dentro del concepto general de "vía" se engloban dor partes bien diferenciadas: la infraestructura y la superestructura. La primera, como su nombre indica (infra) es la que va debajo y comprende explanación, obras de fábrica y las obras metálicas necesarias para el apoyo de la superestructura. Ésta, como su propio nombre indica (super), está encima, es decir el balasto, carriles, traviesas, pequeño material de vía, etc
Para conseguir la explanación necesaria que formará la infraestructura, es necesario realizar las obras convenientes a fin de obtener el perfil adecuado, preferiblemente horizontal o con muy poca inclinación. Puesto que el terreno natural no siempre reúne estas condiciones, dentro de las obras convenientes y necesarias podríamos mencionar las trincheras; terraplenes; medias laderas; explanaciones a nivel; taludes; túneles (que, aunque normalmente están "encima" se consideran también parte de la infraestructura..); muros de sostenimiento, de contención, de revestimiento o de estribos; las obras de desagüe, que se subdividen, según su luz, en caños, tajeas, alcantarillas, pontones y puentes. Antes de que alguien pregunte o me corrija, la "luz" en este tipo de obras es la separación entre hastiales (lados) y la bóveda.
Hay datos curiosos, como las inclinaciones recomendables para los taludes, dependiendo de las distintas clases de tierras que se utilicen, por un lado, y si son taludes de trincheras, desmontes o terraplenes, aunque no voy a entrar en detalles.
Referente a la superestructura, y concretamente al balasto, lo podríamos definir como la capa permeable de piedra partida que se coloca debajo de las traviesas. Las principales características de lo que se considera un buen balasto son: piedra de caliza, cuarcita, granito, afeita; de resistencia sufiente para que no se rompa al ser sometida a bateado o al paso de los trenes; de forma poliédrica y con aristas vivas; completamente exento de tierra y otras impurezas. Dependiendo del tipo de trazado, o vías de primer o segundo orden, el espesor mínimo recomendable de balasto también varía.
En cuanto a catas, visto lo visto en los últimos tiempos, podría decirse que se realizan en una o varias bodegas de prestigio, mientras los operarios "curran"
Perdón...
Evidentemente, se quedan muchas cosas en el "tintero". Tampoco sé si todo este rollo te ha sido útil...