从理论上来讲,针对在我国铁路线上运行的4种型面车轮对应设计4种轨头廓形钢轨对实现良好的轮轨匹配较为有利;但从可操作性上来讲,具有不同车轮型面的车辆均有可能在同一线路上运行,设计1种刚轨轨头廓形适应4种不同的齿轮型面最理想。因此，轨头廓形优化的总目标是设计研发出1种轨头廓形钢轨，在与普通铁路用LM型面车轮匹配时，做到显著减少轨距角剥离掉块、轨头核伤等伤损;在与高速铁路用LMA、S1002CN和XP55型面的车轮匹配时，特别是与S1002CN型面车轮匹配时，显著改善车辆动力学性能，尤其使轮轨接触具有合适的等效锥度，减少动车组构架横向失稳，延长车轮璇修和钢轨打磨周期。同时，在按照对称端面设计新头廓形钢轨时，尽量少改动原有钢轨的几何尺寸，尤其要保证轨高、轨头宽度和轨冠以外的几何尺寸不变，以便于钢轨的铺设和更换，减少对钢轨焊接、养护与维修的影响。

　　为了实现上述目标，在借鉴国外经验并长期跟踪我国铁路钢轨轨头廓形随线路通过总重变化规律的基础上，以60钢轨为原形，设计了新廓形60N钢轨，达到在直线线路上轮轨接触光带居中、在曲线线路上车轮轮缘贴靠钢轨运行时形成轮轨共形接触的预期目标以及具有合适的等效锥度的目的。我国新设计的60N钢轨与原尺寸60钢轨和欧洲60E2钢轨的轨头廓形对比情况如图1所示。由图1可见：60N刚轨轨头两侧廓形比60E2刚轨的收的更多，这是为了兼顾与LM型面车轮有更好的匹配关系，这也与欧洲球形刚轨轨头两侧廓形具有相同的趋势，在轨顶宽度24mm范围内，60N和60E2刚轨的轨头尺寸基本相同。