上海绕城高速根据《上海市骨干道路网深化规划》，S3公路是上海高速公路网中“十二射”的重要组成部分。2016年1月，S3公路(S20—S4)新建工程项目建议书获市发改委批复。工程全长42.3公里，在浦东地区基本为南北走向，与东侧的S2公路几乎平行，在与两港大道相交后，再折向西，与S4公路衔接。
S3公路分两段实施，分别为S20公路至周邓公路段和周邓公路至S4公路段。
S20—周邓公路段：全长3.12公里的路段已竣工通车。此次公示的内容为周邓公路至S4公路段。工程北起周邓公路，北接S3先期实施段，向南经过 康桥镇、周浦镇，与S32相交，继续向南经航头镇、新场镇、奉城镇，与G1501及两港大道相交，再折向西，穿越 奉城镇、金汇镇和柘林镇后接S4公路，全长39.16公里。
周邓公路至沪南公路段约10.1公里，采用主线高架道路加地面道路的设计，高架规模为双向6车道，地面道路为6快2慢;沪南公路至S4公路段：是双向6车道的地面高速公路。工程中，计划新建枢纽互通立交3处，分别为S32立交、G1501及两港大道立交、S4立交。
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