建成后的青藏鐵路凍土地段時速將達到１００公里，非凍土地段達到１２０公里，這是目前火車在世界高原凍土鐵路上的最高時速。
人類在多年凍土區修筑鐵路已有百年以上歷史，但已建成的多年凍土區鐵路病害率很高，行車時速只有６０－７０公里。據介紹，２０世紀７０年代建成的俄羅斯貝阿鐵路，１９９４年調查的線路病害率為２７．５％。運營近百年的西伯利亞鐵路，１９９６年調查的線路病害率為４５％。中國東北森林鐵路多年凍土地段線路病害率也較高。病害地段列車慢行通過，使鐵路運輸效率受到很大影響。
青藏鐵路開工之前，多年凍土與高寒缺氧、生態脆弱成為鐵路建設者面臨的三大世界性筑路難題。為了破解困擾世界高原鐵路建設領域的凍土問題，中國鐵路科研部門早在上世紀６０年代初，就組織科技力量在青藏高原海拔４８００多米的風火山一帶，建立了凍土科研基地——風火山觀測站。４０余年來，科研人員在雪山下的凍土試驗段堅持觀察、記錄氣象和凍土變化，為青藏鐵路建設積累了１２００多萬個寶貴數據。
２００６年３月１日，青藏鐵路開行貨物列車進行工程運營試驗；５月１日，青藏鐵路格拉段開行不載旅客的旅客列車。通過試驗，客、貨列車運行效果良好。
據了解，即將行駛在青藏鐵路上的客車設計速度為每小時１６０公里，車體采用耐候鋼焊接結構。
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