A medida que aumentan las velocidades de los trenes y las cargas sobre los ejes, también se requiere que los raíles de acero tengan mayor rigidez y una mejor resistencia al desgaste.

　　Carril de acero

　　Para que los rieles tengan suficiente rigidez torsional, se puede aumentar adecuadamente su altura, asegurando así un gran momento de inercia horizontal. Al mismo tiempo, para garantizar una estabilidad suficiente, el ancho del riel debe ser lo mayor posible durante su diseño. Para optimizar la rigidez y la estabilidad, los países suelen controlar la relación entre la altura y el ancho de la base del riel al diseñar su sección transversal, es decir, H/B. Mejorar el diseño de la sección de la cabeza del riel es uno de los métodos para mejorar la rigidez y la resistencia al desgaste.

　　En los primeros diseños de rieles, la superficie de rodadura era relativamente plana, con arcos de radio pequeño en los laterales. Hasta las décadas de 1950 y 1960, se observó que, independientemente de la forma original de la cabeza del riel, la superficie superior adquiría una forma casi circular con el desgaste de las ruedas del tren, con arcos de radio grande en los laterales. Mediante simulaciones experimentales, se descubrió que el descascarillamiento del riel está relacionado con la excesiva tensión de contacto entre la rueda y el riel en el filete de la cabeza del riel. Para reducir este daño, se modificó el diseño del arco de la cabeza del riel para minimizar la deformación plástica.