本計畫自國道4號臺中環線豐原端里程約17k、台3線西側約1.4公里處起，利用臺中環線既有路廊高架通過豐原都市計畫農業區及第六公墓後，往南以隧道穿過豐原東南側山區，出隧道後跨越烏牛欄溪續往南沿丘陵地轉西南，經過新田靶場北側再跨越中89區道、新田營區西北緣南行，終點銜接台74線，全長約10.9公里。
本計畫為盡量降低對計畫周圍環境景觀及生態廊道之影響，路線定線時即迴避環境敏感區，並特別引進綠道路先導計畫，強化工程設計之環境維護及生態保護內容。另外，針對計畫沿線生態環境採取衝擊減輕與補償替代之保護對策，以維持多樣化的生態及景觀。本計畫工程各項特色作為及採行之生態保育對策包括：
- 路線規劃－最小干擾，最大效益
本計畫路線係為既有國4的延伸線，亦為台中環線的最後一哩路，未來完工通車後，將可完善大台中高快速路網，提供臺中東側地區便捷高速公路服務。計畫路線為降低拆遷民房與徵用私地，盡量沿山側與溪側通行，因此佈設3座長度小於3公里短隧道以及利用部分旱溪防汛道路範圍佈設高架橋。另外，本計畫路線通過中央地調所公布的活動斷層計有3處，在工程設計上利用較為柔性的路堤通過2處車籠埔斷層921地表裂跡，達到可迅速修復破壞的機制；並佈設大跨徑鋼床板箱形連續梁橋及混凝土雙柱橋墩，跨越三義支斷層及主斷層，以較佳的結構系統克服斷層錯動的考驗。
- 隧道工程－不排水隧道、保護水資源
為避免隧道構築造成路線途經之地下水流失以及影響路線上方農地之灌溉供水情形，本計畫3座隧道均設置仰拱並採全周式防水膜包覆進行設計，為全國第一條高速公路全線採用不排水隧道，減少地下水流失、維護水資源。
- 結構工程－降低交通衝擊、保護河川、河道不落墩
在高架橋設計上，因計畫路線跨越：中坑巷與中坑溪、南坑巷與南坑溪、鄉道中88線（東陽路）及烏牛欄溪等，為避免破壞河道及影響地方道路通行，儘量減少設置支撐架，採用場鑄懸臂工法。計畫路線豐原端跨越通行中的台3線，為避免影響既有交通，採用鋼橋設計及吊裝工法施作；路線終點為潭子系統交流道，1號及3號匝道採用預力箱梁、場鑄懸臂工法施作，盡量降低對台74線之交通影響。另外，豐原連絡道路線通過中央管排水—旱溪，為避免破壞河道、影響地方防洪排水系統，豐原連絡道橋採用大跨徑斜張橋設計，河道不落墩、維護河道完整，且以景觀橋設計、形塑地標意象。
- 生態工法，環境保育、生生不息
本計畫路線經過臺中東側丘陵區與潭子平原區，路段擁有豐富地景變化，加上沿途山區植栽與果樹農田，形塑為優美、生態豐富的綠色道路。因此，透過道路沿線生態網路的梳理，重新連結區域生活地景與生態景觀，除發揮本計畫道路原有交通運輸功能外，並兼顧環境與生態保護。主要環境與生態保護對策包括：縮小擾動區、減輕景觀衝擊、進行資源再利用、樹木移植、生態水圳復育與棲地補償、排水路與滯洪池生物逃生通道設置、道路下方之生物通道設置等，以維持沿途多樣化生態與景觀。
- 樹木保護與生態植栽設計
本計畫路線中線兩側各500公尺範圍內，發現老樹16棵、大樹20棵。將路線路權與現地調查之大樹/老樹位置套繪，僅一株與路權重疊且位於路權邊界，採調整路權迴避方式，避免影響該株樹木。
本計畫發現1種稀有植物(野黍)、6種人為栽植的稀有植物、5種偶見植物以及20種特有植物，其中以自生的稀有植物野黍最具保護與復育價值。野黍為台灣維管束植物紅皮書初評名錄評估為「瀕臨滅絕等級(EN)」的稀有植物，發現地點雖在路權界外，但已通知特有生物研究中心，納入研究及族群採種(或遷種)保護與繁殖。
本計畫路線植栽設計種類，配合適生植物調查及苗圃訪苗資訊，選用適生於當地之植栽。
- 水圳生態營造、地景樹林綠化、生物保育
- 利用流經本計畫豐勢交流道之葫蘆墩圳及翁子社溪水道，在交流道範圍內創造生態水圳，以多孔隙生態護岸綠化，友善生物棲地，營造水域豐富生態環境；並利用交流道空間，選種適宜當地環境喬木，兼顧景觀綠化與水域生物復育。
- 計畫路線終點之潭子系統交流道為全線腹地最大者，位處潭子之特定農業區，且臨近豐原潭子丘陵山地，以生態綠化方式營造平地森林，形塑為森林交流道。由於系統交流道構造主要為高架橋、較少平面車道，可減少人為干擾少，期許未來植生成林而成生態跳島，並以廣植林木補償措施，亦達消減道路碳排之目標。
- 本計畫路線總長約11公里，其中橋梁約5.1公里，橋梁距地面高度約在12.5~40公尺。由於高架橋下陽光照射有限、植物生長情況較差，因此植生須加強考量選用耐旱耐蔭抗污之植栽種類，部分植生不易地區(如橋下中央分隔島)，則採用透水性的舖卵石方式辦理。另外，計畫路線位於潭子平原區橋梁之橋下淨高約20~40公尺，依地質法之地下水補注規定，本計畫於橋面水收集之落水管下方設置礫石防污層、滲透/草溝等設計，收集地面水並強化地下水源涵養。
- 由於本計畫有3座隧道，為善加利用資源，將隧道開挖碴料作為路堤回填材料，有效去化餘土、降低環境影響，並盡量利用區內空間作為土方運輸路線，降低地方交通衝擊。
- 本計畫路線之排水路與滯洪池均有考量生物不慎掉落之逃脫設計，佈設生物坡道，以達生態保育。
- 綠色生態、友善措施
針對本計畫路線沿途植栽的移植與保育對策，將施工區域劃分為工程擾動區與非擾動區，並透過工程手段將擾動區範圍降至最低，以減少對沿線原有植物的影響。
計畫路線之隧道上方與鄰近洞口處，盡量縮小施工擾動區，路堤路塹段與高架橋盡量採施工棧橋或利用既有道路，達到環境最小干擾，加速生態復原。
- 因應臺中市樹保條例，進行擾動區之樹木移植
因應臺中市樹保條例規定，進行路權內之樹木清點與植栽移作業規劃，並經臺中市政府建設及景觀植栽委員會第34次委員會決議通過，再經由相關協調會議與現地踏勘，決議將樹木移植至中港系統交流道、台中系統交流道、中投交流道等。
- 表土再利用：由於本計畫之路堤段將以隧道碴料作為路基回填材料，隧道所經地質以卓蘭層為主，屬容易泥化之岩質，且肥份不佳、膠結及孔隙均不良，考量於填方邊坡面層被覆10公分之良質土(符合有機質、土質規定、PH值規範之土壤)，樹穴採較大尺寸及良質土回填。因此，再工程施作前先於適當區域收集表土保存，以作為未來回填表土之用，有利計畫區內植栽綠化工程執行。