طرح اولیه
یکی از مهم ترین امور زیربنایی هر کشور، توسعه زیرساخت های حمل و نقل به ویژه راه های زمینی است. در سرزمین پهناور ایران، راه ها نقش بسیار مهمی دارند؛ سرزمینی که فاصله برخی از مناطق آن بیش از 2000 کیلومتر بوده و از نظر جغرافیایی، یکی از مهمترین نقاط ارتباطی دنیا می باشد، نیازمند شبکه گسترده ای از راهها برای ترانزیت، سفر و ارتباط است. یکی از محور های اصلی حمل و نقل جاده ای در ایران، محور جنوب به شمال است و آزادراه تهران شمال نقش مهمی در تکمیل این محور دارد . 
جاده موجود تهران- کرج - چالوس، با همه زیبایی هایش، به دلیل ترافیک های طولانی و سوانح مرگبار، در ایام اوج سفر، یکی از جاده های پر تردد و پر خطر کشور است. از طرف دیگر، این جاده، نزدیک ترین مسیر بین مرکز کشور با مناطق غربی استان مازندران و مناطق شرقی استان گیلان است، لذا از اهمیت بسیار زیادی برخوردار می باشد. با عنایت به اینکه ، تعریض و ایمن سازی جاده موجود کرج چالوس به دلیل کوهستانی بودن و طراحی قدیمی مسیر، توجیه فنی و اقتصادی نداشته، بنابر این باید مسیری جدید طراحی و ساخته می شد تا مجموعه مشکلات موجود برطرف شود یا کاهش چشمگیری داشته باشد. برای طراحی مسیر جایگزین بین تهران و شمال، مطالعات گسترده ای انجام شد و با مطالعه توپوگرافی منطقه، مسیر های مختلفی که هم قابلیت اجرایی داشته باشند و هم از نظر اقتصادی بهینه باشند مورد بررسی قرار گرفت و در نهایت، مشخص گردید بهترین گزینه احداث آزادراه تهران – چالوس می باشد. 
پروژه آزادراه تهران - شمال به منظور تامین ارتباط مطمئن و سریع بین مناطق شمالی و مرکزی کشور و سهولت ارتباط با کشورهای همسایه شمالی اجرا می شود. این آزادراه بخشی از آزادراه سراسری شمال به جنوب است که کوتاه ترین مسیر ارتباطی دریای خزر با خلیج فارس بوده و در ترانزیت منطقه نقش عمده ای را بر عهده  دارد . 
مسیر
مسیر 126 کیلومتری آزادراه، از تقاطع غیر همسطح بزرگراه شهید همت و بزرگراه آزادگان شروع و در امتداد دره کن پس از عبور از حاشیه روستای سولقان به تدریج از منطقه کوهستانی توچال عبور کرده و سپس توسط تونل بلند تالون به طول 4900 متر این رشته کوه را قطع نموده و در دامنه های شمالی آن در منطقه دو آب شهرستانک قرار می گیرد . از آن پس، مسیر به موازات جاده قدیم کرج - چالوس امتداد می یابد و در دره سرهنگ وارد تونل البرز بطول 6400 متر شده و در پل زنگوله خارج می شود و سپس با عبور از ارتفاعات البرز به موازات جاده موجود کرج - چالوس تا شهر چالوس ادامه یافته و در نهایت با یک تقاطع غیر همسطح به کمربندی چالوس - تنکابن متصل می گردد. 

مزایای مهم احداث آزادراه تهران شمال

• کوتاه شدن مسیر نسبت به جاده موجود به میزان 65 کیلومتر

• کاهش زمان سفر نسبت به مسیر موجود از 4.5ساعت در روزهای عادی به1.5 ساعت 

• ایجاد راه ارتباطی سریع و ایمن برای چهار فصل سال

• افزایش ظرفیت عبور نسبت به راه فعلی

• صرفه جویی در مصرف سوخت 

• کاهش آلودگی  هوا ناشی از کاهش آلاینده ها

• کاهش استهلاک وسائط نقلیه 

• توسعه صنعت توریسم و صنایع کشاورزی و تبدیلی

• اشتغال زایی

• بکارگیری توان فنی و مهندسی داخل کشور

خلاصه مشخصات فنی

• طول آزادراه 126 کیلومتر و دارای 2 خط (در فرازهای تند 3 خط) در هر باند .

• حداکثر شیب طولی مسیر 6% و حداقل شعاع قوسها (در اکثر مسیر ) 450متر 

• حداکثر تراز از سطح دریا 2440 متر

• تعداد تونلها (در باند رفت و برگشت) 131 رشته به طول تقریبی 143کیلومتر و  بلندترین آنها تونلهای بلند تالون و البرز به ترتیب به طول 4.9 و 6.4 کیلومتر (در هر باند).

• تعداد پلهای بزرگ (درباند رفت و برگشت ) 93 دستگاه و طول کل آن حدود 14.3 کیلومتر.

• میانگین سرعت سیر 80 کیلومتر در ساعت .

• پیش بینی مجتمع های خدماتی رفاهی بین راهی

ویژگی ها 

• قرار گرفتن طرح در سه استان تهران، البرز و مازندران

• انجام مطالعات و اجرای طرحهای زیست محیطی و آبخیزداری

• طراحی و اجرای ایمن سازی و معماری مسیر

• وجود معارضین متعدد حقیقی، حقوقی و تاسیساتی در مسیر اجرای پروژه

• عبور 58% مسیر از داخل تونل و یا از روی پلهای بزرگ

• عبور از بلند ترین تونل های بین راهی کشور به طول 4.9 و 6.4 کیلومتر

• کنترل هوشمند از طریق مراکز کنترل و سامانه های بومی شده 

• بهره گیری از دانش فنی و تکنولوژی روزآمد

فازبندی و پیشرفت کلی پروژه

با توجه به محدودیت منابع مالی و به منظور تسریع در بهره برداری، مسیر 126 کیلومتری آزادراه تهران _ شمال به 4 منطقه عملیاتی تقسیم گردید که در ترکیب با راه موجود بخشی از مشکلات ترددی و ترافیکی را حل می نماید : .

منطقه یک - حدفاصل تهران- دوآب شهرستانک به طول 32 کیلومتر

منطقه دو- حد فاصل دوآب شهرستانک- پل زنگوله به طول 22 کیلومتر

منطقه سه - حد فاصل پل زنگوله - سه راهی دشت نظیر به طول 52 کیلومتر

منطقه چهار- حد فاصل سه راهی دشت نظیر- چالوس به طول 20 کیلومتر

در حال حاضر، مناطق ابتدائی و انتهایی ( مناطق 1 و 4 ) به طول 52 کیلومتر و باند رفت منطقه 2 به طول 22 کیلومتر با استفاده از توان فنی، مهندسی و اجرائی داخل کشور احداث و در حال بهره‌برداری می باشد که این موضوع باعث کوتاه شدن 65 کیلومتری مسیر،  نسبت به جاده فعلی تهران – کرج – چالوس شده است ؛ همچنین ، تکمیل عملیات اجرایی باقیمانده منطقه دو در حال انجام بوده و اسناد مناقصه منطقه سه نیز در حال تهیه می باشد.