จากการศึกษาสภาพแนวทางหลวงเดิมพบว่า ทางหลวงหมายเลข 12 ช่วง อ.หล่มสัก-อ.คอนสาร เป็นเส้นทางที่ผ่านภูมิประเทศที่เป็นเขาสลับเหวลึก มีความจำเป็นต้องปรับแนวทางราบ และแนวทางดิ่ง ตลอดแนวเส้นทางเพื่อให้ได้มาตรฐานทางหลวง 4 ช่องจราจรของกรมทางหลวง และมาตรฐานทางหลวงระหว่างประเทศสายเอเชีย (AH16) รวมทั้งพิจารณาข้อจำกัดด้านกายภาพและข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อมในพื้นที่โครงการ