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경부고속도로 계획노선은 국가기간고속도로 건설추진위원회 아래 구성된 계획조사단에서 건설부의 시안과 IBRD 조사단의 ｢한국교통조사보고서｣, 한국종합기술개발공사의 ｢서울-부산 간 고속도로 기본계획｣ 등의 자료를 검토하여 마련하였다. 이 외에도 1967년 행정개혁조사위원회에서 보고한 ｢공로 및 공로운수행정의 개선을 위한 조사보고서｣와 1966년 국무총리 지시로 보고되었던 ｢장래교통망 구성방안｣도 고속도로 계획의 중요한 밑거름이 되었다.

이러한 종합적 결과물을 토대로, 경부고속도로 노선계획을 위한 기본 원칙으로 서울-부산 간 5시간 도달을 통한 1일 생활권 구성, 중소도시 경유를 통한 지역의 종합발전, 공사비· 통행비· 유지비의 최소화, 4차선 규모로 4년 이내 완공, 대전-목포선·부산-광주선과의 연계 등이 고려되었는데, 이들 기준에 가장 근접한 계획노선을 지도상으로 선정한 다음 실제 현지답사를 통한 비교검토 후 최종 노선을 확정하는 방식으로 진행되었다.

계획조사단에서 선정한 후보노선은 서울-대전간 3개, 대전-김천간 2개, 김천-대구간 3개, 대구-언양간 2개, 대구-부산간 2개, 김천-부산간 2개 등이었다. 이들 후보노선을 대상으로 노선·교량·터널의 연장, 공사비, 공기, 선형, 시공의 난이도, 용지확보 등 기술적 측면을 비교 검토하여 최종 노선을 확정하였다. 최종 노선이 확정된 후 1968년 2월 1일 건설 당시 서울톨게이트(현 서초구 양재동)가 들어섰던 원지동 현장에서 경부고속도로 건설을 위한 첫 발파가 시작, 1970년 7월 7일 단군 이래 최대 토목공사라 일컫는 경부고속도로 건설 사업이 그 끝을 보았던 것이다. 총 연장은 경부고속도로의 기점인 1969년 12월 건설된 제3한강교 남단으로부터 남쪽으로 수원-오산-천안-대전-영동-황간-김천-구미-왜관-대구-영천-경주-언양-양산-부산 등 주요 지역을 관통하였다.