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第二阶段从1990年到1992年，前期对于大秦铁路的开通之后，研究人员进行了大量的单项试验、开行试验及综合试验，并于1992年分别正式开通／单机牵引6000t、双机牵引10000t的单元式重载列车，运用高强度旋转式车钩、120型制动机及大容量缓冲器等多项新技术，车辆轴重为2lt。
第三阶段是1992年以后。对沿海主要的线路进行改造，开始运行完整的重载机车，牵引重量加之5000t及其以上。整列式重载列车的运输织方式与普通列车基本相同，机车挂于列车头部，列车的运行、到达、装卸和机车的换挂都采用通常的办法，但列车的操纵也有严格要求，在列车编组时要对旧型车辆进行限制。这种重载列车模式对与主线的功能提高具有很好的意义。
就目前而言重载轨道还存在许多的结构和技术上的不足，世界各国正在研发最新的技术来解决这些问题。
外国国内的最新研究成果：
第一采用新型轨道结构 。美国、澳大利亚、加拿大、南非等国家在重载线路上都采用无缝线路，运用这种方法来提高重载列车运行平稳性，减少车轮对线路的动力作用。一系列新型轨道结构，包括无碴轨道，梯形轨道都在美国普韦布洛环线上进行大运量试验，考核其安全性及可靠性，以利于在重载线路上推广采用。
第二种方法是采用可动心轨道岔及其他新型道岔 。美国、加拿大、南非、巴西、澳大利亚等国家在重载线路上都在采用可动心轨道岔及新型菱形辙叉，这种岔道技术有利于减少线路道岔区间的动力作用，提高列车运行的可靠性。
第三种方法是研究开发防表面裂纹、耐磨、防轨内裂纹的轨道。美国已经针对重载线路最经常出现的问题。比如说钢轨表面裂纹，轨内裂纹故障这些问题进行了大量的研究试验，目前已经开发一种新型HE型钢轨(Hyper Eutectold)，具有耐磨，抗表面裂纹及轨内裂纹生成的特殊性能。俄罗斯研究的巴氏钢轨也取得较好的结果。
第四采用铝热焊新技术。无缝钢轨的焊接接头一直是重载线路研究的薄弱环节，过去经常发生焊接接头断裂事故。法国已研发一套新型的铝热焊技术装备，这种新型的焊接技术可以保证焊接的部位能够比钢轨本身更加的结实。
重载列车制动新技术—ECP
ECP(电控空气制动系统)对重载列车的重要性：
上世纪重载轨道列车超过一万吨存在最大的隐患是：由于空气制动波速无法超过300m/s，重载列车经常发生前后制动力不一致（常用制动和紧急制动），从而常常会发生断钩、脱轨等严重的事故；重载列车在大角度的下坡道上由于没有阶段行的缓冲，这很容易造成列车失控、脱轨对安全产生严重威胁。
1995年美国首先研究ECP技术，1997年开始在美国，加拿大装车试验取得成功，1999年美国AAR开始制订ECP规范标准。目前ECP已在美国、加拿大、澳大利亚、南非等国万吨以上的重载列车上普遍的使用。
ECP的功能、优点：
ECP主控机车通过互联网直接操控列车中各辆车的缸充风制动、副风缸向制动，或制动缸排风缓解，在重载轨道中空气是制动的来源，但是由于空气不能作为控制指令传递的介质，通过介质的传递从而实现车的制动与缓解。同时EPC还具有阶段缓解性能和阶段制动，利用贯通全列车的电缆可同时实现机车动力分散牵引控制(即Locotrol)。
采用了ECP的系统之后，各国都取得了良好的成果：平均车钩力降低25%，基本消灭断钩事故，消除制动工况下脱轨的危险；制动距离可缩短50～70%；消除意外紧急制动现象；车辆平均周转时间至少缩短9%；压力空气消耗降低，节能23%；车辆的文修费用大大的降低了，车轮磨耗减少7%，闸瓦磨耗减少27%；车轮踏面剥离大大减轻；车体疲劳载荷降低。[16]
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