Dalej CMK przecina linię kolejową nr 64 Kozłów – Koniecpol (na którą można wjechać ze stacji Psary) oraz drogę krajową nr 46. Za drogą nr 46 linia zmienia kierunek z południowego na zachodni i biegnie w tym kierunku aż do okolic Myszkowa, gdzie ponownie skręca na południe. Od okolic przystanku Myszków Mrzygłód do końcowej stacji Zawiercie linia biegnie równolegle z linią nr 1 (tory linii nr 4 są po stronie zewnętrznej, a linii nr 1 po stronie wewnętrznej)[8].
Geometria linii, sieć trakcyjna, nawierzchnia kolejowa i rozjazdy są dostosowane do prędkości 250 km/h, zasilanie do 220 km/h, a obiekty inżynierskie są przebudowywane dla prędkości 300 km/h[10][11][12]. Linia wyposażona jest w czterostawną dwukierunkową samoczynną blokadę liniową[13] oraz system ETCS poziomu 1 w km 3,500–78,516 i 155,075–222,699[14]. Według stanu z 31 grudnia 2022 (aktualizacja 31 grudnia 2022) obowiązują następujące prędkości maksymalne dla pociągów[15]:
Według stanu z 7 lipca 2015 cała linia jest klasy D3, z wyjątkiem odcinka pomiędzy kilometrem 123,200 a 212,200, który jest klasy D4. Oznacza to, że maksymalny nacisk osi wynosi 22,5 t[16].
Według stanu z 1 czerwca 2015 sieć trakcyjna, w zależności od odcinka, jest przystosowana do prędkości maksymalnej od 160 do 200 km/h, obciążalność prądowa wynosi od 1725 do 2540 A, a minimalna odległość pomiędzy odbierakami prądu wynosi 20 m lub jest dowolna[17].
przejście nad- i podziemne[19] zadaszenie peronów[19] urządzenia nagłaśniające[19] kasy biletowe i biletomaty[20] rampa i plac załadunkowy[21] bocznice[22]:
Centralna Magistrala Kolejowa została zaprojektowana w latach 1970–1971 i już podczas projektowania planowano dostosować ją do prędkości 200 – 250 km/h, stąd zastosowano odpowiednio duże promienie łuków – 4000 m – oraz odpowiednio dużą odległość pomiędzy osiami torów – 4,5 m[28].
Linia została wybudowana w latach 1971–1977, a w latach 1979–1980 całkowicie zelektryfikowano oba tory i zakończono budowę jej pierwotnej wersji[28]. W latach 1985–1986 linia została wyposażona w czterostawną dwukierunkową samoczynną blokadę liniową[13].
W latach 70. planowano wydłużenie linii CMK w kierunku północnym. Zakładano przebieg trasy od stacji Korytów przez Wyszogród – Płock – Brodnicę do Gdańska, z możliwym odgałęzieniem do Olsztyna. Do realizacji tych planów nigdy nie doszło[29].
W pierwszym okresie jej eksploatacji jeździły nią wyłącznie pociągi towarowe, głównie z węglem[28].
3 czerwca 1984 wraz z wejściem w życie rozkładu jazdy na lata 1984/1985 na linii rozpoczęły kursowanie dwie pary pociągów ekspresowych: Górnik Warszawa – Gliwice oraz Krakus Warszawa – Kraków. Prędkość maksymalna tych pociągów po raz pierwszy w historii polskich kolei wynosiła 140 km/h. Wcześniej, od 1972 roku, największa prędkość rozkładowa w Polsce wynosiła 130 km/h i dotyczyła niektórych odcinków na trasie E 20 Warszawa – Poznań. Dzięki wprowadzeniu ekspresów na CMK doszło do znacznego skrócenia czasów jazdy, w zależności od relacji wynoszących 65 – 87 min (patrz tabela poniżej). W kolejnych rozkładach jazdy czasy te były skracane po kilka minut[30].
Od 29 maja 1988 na CMK zaczęły kursować pierwsze pociągi z prędkością 160 km/h. Podobnie jak 4 lata wcześniej były to ekspresy Górnik i Krakus. Pociągi prowadzone były 2 lokomotywami EP05 lub jedną EP09. Czasy jazdy wynosiły odpowiednio[30]:
Warszawa – Katowice – 2 h 42 min,
Warszawa – Kraków – 2 h 45 min.
W kolejnych latach czasy przejazdu tych odcinków oscylowały w granicach 2 godziny 40 minut do 2 godziny 50 minut. Rekordowe czasy przejazdu przy prędkości maksymalnej 160 km/h osiągnięto w rozkładzie jazdy 2009/2010[30]:
InterCityKościuszko pokonywał odcinek Warszawa – Kraków w czasie 2 godziny 28 minut (bez postojów),
EuroCityPraha i Sobieski pokonywały odcinek Warszawa – Katowice w czasie 2 godziny 23 minuty (z jednym postojem).
Uzyskanie tak dobrych czasów jazdy było możliwe dzięki minimalnej liczbie postojów oraz małej rezerwie czasowej wynoszącej 5–6 minut na całą trasę. W kolejnych latach ze względu na wzmożone prace modernizacyjne czasy oscylowały w granicach 2 godziny 40 minut do ponad 3 godziny[30].
Pierwsze prace wystartowały już w 1993 roku, kiedy to rozpoczęto modernizację torów głównych szlakowych, w ramach której zastosowano podkładystrunobetonowe, przytwierdzenia sprężyste oraz najnowocześniejsze wówczas maszyny do wymiany podtorza i nawierzchni. Do 2001 roku zmodernizowano w taki sposób odcinek Zawiercie – Psary[28].
Od roku 2000 zaczęto eksperymentalnie przebudowywać stację Psary w celu jej dostosowania do prędkości 200–250 km/h, montując zarówno rozjazdy z ruchomymi dziobami krzyżownic (pierwsze w Polsce), jak i zupełnie nowe rozjazdy sieciowe (gdzie pantograf przy jeździe na wprost nie styka się z przewodami w kierunku zwrotnym) i komputerowe systemy sterowania[28].
Na 7-kilometrowym odcinku Psary – Góra Włodowska w torze nr 1 zamontowano zupełnie nową sieć trakcyjną, zaprojektowaną i wykonaną przez polskich inżynierów i dostosowaną do ruchu z prędkością 250 km/h przy zasilaniu 3 kV prądem stałym. Taką sieć montowano również na wszystkich modernizowanych później odcinkach. Jest to sieć ciężka o dwóch linkach nośnych i dwóch przewodach jezdnych o całkowitym przekroju 440 mm² i specjalnej kompozycji miedzi z innymi dodatkami, aby przenosić obciążenia prądowe do 3200 A[28].
W podobnym zakresie jak stacja Psary w następnych latach zostały zmodernizowane stacje Góra Włodowska, Korytów (rozjazdy bez ruchomych dziobów krzyżownic) oraz posterunek odgałęźny Knapówka[28].
W 2009 roku na CMK rozpoczęła się instalacja systemu ETCS poziomu 1; budowa tego systemu wiązała się m.in. z instalacją około 1200 balis torowych oraz około 20 km przewodów[31]. Od 26 września do 1 października 2011 jedna z lokomotyw EU44 należąca do PKP Intercity została wykorzystana do testów tego systemu[32]. 21 listopada 2013 prezes Urzędu Transportu Kolejowego zezwolił na jego eksploatację[33].
W latach 2010–2014 zmodernizowano odcinek Włoszczowa Płn. – Olszamowice, ale bez obu stacji. Wymieniono sieć trakcyjną, wyremontowano wszystkie obiekty inżynierskie, punktowo wzmocniono podtorze (w tym metodą palowania) oraz wybudowano trzy nowe wiadukty drogowe w miejsce dotychczasowych przejazdów kolejowo-drogowych oraz zakontraktowano budowę kilku następnych. Nieco później rozpoczęto modernizację 80 km północnego fragmentu linii od Grodziska Mazowieckiego do Idzikowic (poza zmodernizowaną już stacją Korytów), tym razem z prawie wszystkimi stacjami tj. Szeligi, Strzałki i podg. Biała Rawska, ale bez stacji Idzikowice, która jest bardziej rozbudowana niż inne, przez co jej przebudowa jest droższa[28].
Od 16 listopada 2013 do 8 grudnia 2013 (w dni wolne) trwały na linii nr 4 testy składów ED250 Pendolino, podczas których kilkukrotnie bito rekord prędkości oraz przetestowano poprawność działania różnych systemów, w tym ETCS[34][35].
W grudniu 2014, żeby ograniczyć utrudnienia związane z modernizacją mostu na Pilicy, otwarto dodatkowy, tymczasowy posterunek odgałęźny Pilica, dzięki czemu jednotorowy odcinek skrócił się z 23 do 10 km[36].
W marcu 2006 rozpoczęto budowę peronu pasażerskiego na stacji Włoszczowa Północ. 16 października 2006 zaczęły zatrzymywać się tam pociągi PKP Intercity (TLK i Ex)[37], 5 czerwca 2009 pociągi InterregioPrzewozów Regionalnych[38], a 15 grudnia 2014 Express InterCity Premium PKP IC[39]. Na początku listopada 2016 PKP PLK podpisała z przedsiębiorstwem Trakcja PRKiI umowa na modernizację stacji Włoszczowa Północ połączoną z dobudową drugiego peronu oraz dostosowaniem jej do budowy w przyszłości łącznicy nr 582 Czarnca – Włoszczowa Płn[40]. 11 sierpnia 2017 otwarto nowy peron[41].
14 grudnia 2014 otwarto peron na stacji Opoczno Południe[42]. Prace budowlane rozpoczęły się wiosną 2014. Oddano do użytku jednokrawędziowy peron o długości 300 m i wysokości 76 cm. Oprócz tego zabudowana została wiata przystankowa, oświetlenie, a SRK zostało przebudowane tak, by nie kolidowało z istnieniem krawędzi peronowej[43]. 16 maja 2017 PKP PLK podpisały umowę z przedsiębiorstwem Porr Polska Construcion na modernizację stacji połączoną z dobudową drugiego peronu[44].
29 grudnia 2017 PKP PLK podpisało z przedsiębiorstwem ZUE umowę na zaprojektowanie i budowę łącznicy pomiędzy Czarncą a Włoszczową Północną, umożliwiającej wjazd na CMK w stronę północną od Kielc[45]. W grudniu 2022 łącznia udostępniona została przewoźnikom[46].
14 grudnia 2014 ED250 Pendolino rozpoczęły planowe kursowanie z prędkością 200 km/h na odcinku Zawiercie-Olszamowice. Polska stała się pierwszym krajem spośród państw należących od 2004 roku do Unii Europejskiej, gdzie wprowadzano większą prędkość pociągów niż 160 km/h[47]. Prędkość maksymalną wynoszącą 200 km/h wprowadzono na odcinku od km 125,200 do km 212,200 (czyli na szlaku Olszamowice – Zawiercie) z wyłączeniem km 151,900–155,430 (stacja Włoszczowa Północ) oraz km 142,850–149,500 (znajdują się tam przejazdy w poziomie szyn). Łączna długość odcinków z dozwoloną prędkością 200 km/h wynosiła 76,820 km[13].
12 marca 2017 rozpoczęły się prace modernizacyjne na stacjach Olszamowice i Włoszczowa Północ, w związku z czym skrócono odcinek z dopuszczoną prędkością 200 km/h do 58 km (km 156,496–214,800)[48].
10 grudnia 2017 na odcinku Grodzisk Mazowiecki – Idzikowice (80 km) wprowadzono prędkość 200 km/h[49].
PKP PLK ogłosiły w 2018, że planują podwyższenie prędkości na całej linii kolejowej CMK do 230 km/h[50].
PKP PLK w grudniu 2013 wprowadziły ograniczenie – po linii nie mogą jeździć pociągi z prędkościami poniżej 120 km/h. Według rzecznika PKP PLK ograniczenie to ma charakter czysto eksploatacyjny i wiąże się z dostosowaniem linii nr 4 do prędkości powyżej 160 km/h. Odpowiednia profilacja torów na liniach przygotowanych do takich prędkości sprawia, że pociągi jadące wolniej niż 120 km/h powodują nadmierne zużywanie infrastruktury[59].
Przed wprowadzeniem tego ograniczenia po linii jeździło około 15 pociągów towarowych dziennie, przewożących kilka milionów ton ładunków rocznie[60].
Na CMK zostały pobite wszystkie rekordy Polski po 1968 roku, kiedy to po raz ostatni na linii kolejowej nr 3 lokomotywa EU05-29 przekroczyła barierę 174 km/h[71].
Rekordy prędkości ustanowione na linii kolejowej nr 4
↑ abcMapy ogólne. W: Ryszard Stankiewicz, Marcin Stiasny: Atlas Linii Kolejowych Polski 2014. Wyd. pierwsze. Rybnik: Eurosprinter, 2014, s. E8, E9, F8, F9, G7 i G8. ISBN 978-83-63652-12-8. (pol.).
↑Indeks stacji, przystanków osobowych, posterunków kolejowych z nazwami aktualnymi i wcześniejszymi. W: Ryszard Stankiewicz, Marcin Stiasny: Atlas Linii Kolejowych Polski 2011. Wyd. pierwsze. Rybnik: Eurosprinter, 2011. ISBN 978-83-931006-4-4. (pol.). Brak numerów stron w książce
↑ abcdefghijRobert Wyszyński. CMK i Pendolino – modernizacja jako przykład symbiozy (cz. I). „Rynek Kolejowy”. 8-9/2014. s. 50–53. (pol.).
↑Paweł Terczyński: Atlas lokomotyw. PKMK Poznań, maj 2002. Brak numerów stron w książce
↑Włoski elektryczny zespół trakcyjny typ ETR460 „Pendolino”. W: Robert Kroma, Janusz Sosiński, Krzysztof Zintel: Normalnotorowe wagony silnikowe kolei polskich 1991–2013. Wyd. 1. Poznań: BWH Kolpress, 2014, s. 72–79, seria: Encyklopedia taboru. ISBN 978-83-933257-6-4. (pol.).