El término pendiente dominante se utiliza generalmente como sinónimo de "subida más pronunciada" entre dos puntos de una vía férrea. En términos más simples, la pendiente más pronunciada que se debe subir dicta cuán potente debe ser la fuerza motriz (o cuán ligero debe ser el tren) para que el recorrido se realice sin asistencia. Incluso si el 99% de la línea pudiera recorrerse con una locomotora de baja potencia (y económica), si en algún punto de la línea hay una pendiente más pronunciada de la que ese tren podría subir, esta pendiente "dicta" que se debe utilizar una locomotora más potente, a pesar de que sea demasiado potente para el resto de la línea. Esta es la razón por la que a menudo se estacionan " locomotoras auxiliares " especiales (también llamadas "locomotoras auxiliares") cerca de pendientes pronunciadas en vías que, por lo demás, son suaves. Es más barato que hacer funcionar una locomotora demasiado potente por todo el recorrido de la vía solo para poder hacer la pendiente, especialmente cuando varios trenes pasan por la línea cada día (para ayudar a justificar el costo diario fijo de la operación de la locomotora auxiliar).
En la edición de 1953 de Railway Engineering, William H. Hay dice: "La pendiente dominante puede definirse como la pendiente máxima sobre la que se puede arrastrar un tren de gran tonelaje con una locomotora... La pendiente dominante no tiene necesariamente la pendiente máxima en la división. Las pendientes de impulso, las pendientes de empuje o aquellas que deben ser duplicadas regularmente por trenes de gran tonelaje pueden ser más pesadas". Esto significa que la "pendiente dominante" puede cambiar si la gerencia decide operar el ferrocarril de manera diferente.
En igualdad de condiciones, es más difícil arrastrar un tren en una curva que en una vía recta porque los vagones, especialmente los de bogie (de dos ejes ), intentan seguir la cuerda de la curva y no el arco. Para compensar esto, la pendiente debe ser un poco menos pronunciada cuanto más pronunciada sea la curva; se supone que la reducción de pendiente necesaria se da mediante una fórmula sencilla, como 0,04 por ciento por "grado de curva", siendo esta última una medida de la agudeza de la curva utilizada en los Estados Unidos. En una curva de 10 grados (radio de 573,7 pies), la pendiente debería ser un 0,4% menor que la pendiente en una vía recta.
Los túneles con pendientes pronunciadas pueden presentar problemas para las locomotoras que respiran aire, como las locomotoras de vapor y las locomotoras diésel . Una ventilación deficiente en túneles largos o estrechos puede privar a la locomotora de potencia. La solución es análoga a la compensación de la curvatura y requiere que la pendiente en el túnel y en cierta distancia a cada lado se reduzca considerablemente en comparación con la pendiente reglamentaria. Desafortunadamente, la compensación necesaria por pendiente no es una ecuación simple, sino más bien un proceso de ensayo y error. Dado que no se pueden construir varios túneles para averiguar cuál es el mejor, es útil estudiar los túneles existentes con pendientes pronunciadas.
La humedad de los escapes y resortes también puede hacer que los rieles estén resbaladizos, y es posible que también sea necesario tener en cuenta este aspecto.
En la época del vapor, los trenes de Southern Pacific que iban hacia el este a través de Nevada y Utah no enfrentaban pendientes superiores al 0,43 % en las 531 millas desde Sparks hasta Ogden , excepto unas pocas millas de 1,4 % al este de Wells . Los trenes salían de Sparks con suficiente motor para superar la pendiente del 0,43 % (por ejemplo, un 2-10-2 con un tren de 5500 toneladas) y obtenían locomotoras auxiliares en Wells; la "pendiente reglamentaria" de Sparks a Ogden podría considerarse del 0,43 %. Pero hoy en día, el ferrocarril no tiene locomotoras auxiliares en Wells, por lo que los trenes deben salir de Sparks con suficiente potencia para superar el 1,4 %, lo que la convierte en la pendiente reglamentaria de la división.
Como tal, el término puede ser ambiguo; y es aún más ambiguo si la pendiente dominante se ve afectada por el efecto de una pendiente de momento. Los trenes de la ruta terrestre desde Sacramento, California a Oakland no enfrentan nada más empinado que el 0,5% en la Vía 1, la vía tradicional hacia el oeste, pero hoy en día podrían necesitar acercarse al puente Benicia en la Vía 2, que incluye 0,7 millas a aproximadamente 1,9% en una vía que de otro modo estaría casi a nivel. Usando esto como ejemplo, surgen varias cuestiones sobre la definición de "pendiente dominante". Una cuestión es si se debe suponer un arranque en marcha y, en caso afirmativo, la velocidad a asumir. Otra cuestión es la longitud del tren a asumir, dado que ciertas longitudes exceden la longitud de la colina en cuestión. Y si se supone un arranque en marcha a una velocidad arbitraria, la "pendiente dominante" calculada será diferente para locomotoras que tengan diferentes características de potencia frente a velocidad.
En los Estados Unidos , el Congreso estableció la pendiente estándar para los ferrocarriles que podían optar a subsidios y subvenciones en la década de 1850. Se tomó como estándar la adoptada por el ferrocarril Cumberland-Wheeling, que era de 116 pies por milla (22,0 m/km) o 2,2%. Más tarde, cuando se redactaron los estatutos para el ferrocarril Canadian Pacific en Canadá y para el ferrocarril Union Pacific, los gobiernos nacionales impusieron la pendiente estándar en ambas líneas porque cada una recibía asistencia y regulación federales. (Vance, JE Jr., 1995)
En las subidas largas hacia una cumbre, se suele encontrar una pendiente dominante. Lo ideal es que el corte en la cumbre sea lo más profundo posible, como en Shap , ya que esto ayuda a reducir la cantidad de ascenso y la inclinación de la pendiente. Como alternativa, se debería proporcionar un túnel en la cumbre, como en Ardglen .