本項目由伊吾至巴里坤段、巴里坤至木壘段兩段組成，並按兩個項目立項批覆，路線主線長度329.03公里，總投資約124.27億元，伊吾至巴里坤段23.95億元、巴里坤至木壘段100.32億元，平均每公里造價3776萬元。
伊吾至巴里坤段推薦方案（K線方案）路線走向：擬建項目充分利用既有S302資源，起於伊吾縣縣城西南側，與G7(梧桐大泉至下馬崖至伊吾段)高速公路相接。沿G335南側佈設，經過鹽池鎮，合理繞避鹽池鎮農田區與輕工業園區。在鹽池鎮西側設鹽池互通之後，路線繼續沿G335南側山前傾斜平原佈設，從G335取土場南側穿過，藉助阿克塔什闊坦處的緩坡及山間埡口克服高差，之後向西北方向佈線，依次上跨既有G335，吐哈油田輸油管道，之後向西沿G335 北側佈線，於前山鄉東側約2Km 處折向西北穿過前山鄉北側山包，繞行至前山鄉北側後向西佈線，止於G7 巴里坤至木壘段高速公路起點處。路線全長68.631Km。主要控制點為伊吾縣、東天山、G335、粵海水庫、110KV 及220KV 山淖線、吐哈油田三塘湖採油廠輸油管道、鹽池鎮、鹽池鎮工業園區、防洪堤、幻彩湖景區、前山鄉、335 取土場、前山鄉賽馬場、吐哈油田加壓泵房、墳墓等。主線採用雙向四車道高速公路標準，設計速度120公里/每小時，整幅路基寬度27米的技術標準。全線路基土石方8925.655千立方米，路面1654.6 千平方米，大橋6座，中橋2座，小橋14座，涵洞108道，通道35道，全線共設置互通式立交2處，收費站2座，服務區1處，養護工區1處，管理中心1處。
巴里坤至木壘段起點位於伊吾縣前山鄉西側，設置前山互通與S302連接。終點位於奇台至木壘高速公路大浪沙互通立交，建設里程約260.407公里，主要控制點為前山鄉、220kv哈山線、奎蘇鎮、紅山農場、八牆子鄉、大河鎮、紅山化工廠、博爾羌古鎮、巴里坤匯友化工有限公司、黃土場開發區、駱駝井子、下澇壩鄉、色皮口、大石頭鄉。全線採用雙向四車道高速公路技術標準建設，設計速度採用120公里/每小時，路基寬度27米。橋涵設計汽車荷載等級採用公路-Ⅰ級。全線設置5處互通式立交，並建設必要的交通工程和沿線設施。同步採用一級公路標準建設奎蘇互通連接線長約14.55公里、採用二級公路標準建設巴里坤互通連接線長約3.01公里。全線路基土石方36357.503千立方米，路面（含連接線）6077.869千平方米，特大橋1327米/1座，大橋18座，中橋5座，小橋15座，涵洞502道，隧道950米/1座，分離式立交11處，通道65道，服務區4處，養護工區4處，匝道收費站5處
第一名：中國鐵建投資集團有限公司（牽頭人）
廣德鐵建創信投資合夥企業
中國政企合作投資基金股份有限公司
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第二名：中交第二公路工程局有限公司
第三名：中國中鐵股份有限公司