Осевая нагрузка от движущих колёсных пар на рельсы во многом является определяющим фактором, а её определяет статистический коэффициент соответствия рельса действующей на него осевой нагрузке. Этот статический коэффициент можно определить из соотношения веса одного погонного метра, в килограммах, к величине нагрузки от движущей колёсной пары на этот рельс, в тонна-силах. Данный коэффициент весьма различался по странам. Так, во Франции он составлял 2,55—2,65, а в Германии — 2—2,42. В США Kрельс поначалу составлял 1,67, но в связи с усилением путей и укладкой более тяжёлых рельсов был на ряде линий доведён до 2,0. Советскими конструкторами для нового паровоза был выбран коэффициент Kрельс=1,89—1,92, так именно такой коэффициент имели большинство русских паровозов того времени, частности серии М, Су и Эм с осевыми нагрузками 18 тс и обращающиеся на рельсах IIIа (вес 33,5 кг/м). При таком коэффициенте, допускаемая осевая нагрузка для рельсов типа IIа (38,4 кг/м) составляла 20—20,5 тс. Примечательно, что уже на стадии подготовки задания к проектированию, Центральное планово-техническое управление НКПС, ещё до поступления на советские железные дороги паровозов Та и Тб, высказывал следующую мысль о паровозах с нагрузкой на ось 23 тс: