长期以来，实验室注重开展公路建设的重大课题和关键技术研究，逐步形成了具有优势和特色的研究方向。“十一五”期间，重点实验室在继续保持鲜明特色的基础上，重点发展“路面结构设计与评价”、“道路材料构造理论与改性技术”、“道路线形与安全”和“路基岩土工程”等研究方向。
研究方向一：路面结构设计与评价
（1）路面结构分析；
（2）路面设计理论与方法；
（3）路面结构使用性能；
（4）路面结构评价技术。
研究方向二：道路材料构造理论与改性技术
（1）高性能沥青路面材料；
（2）土质材料加固技术；
（3）路面水泥混凝土材料；
（4）道路新材料的开发与应用。
研究方向三：道路线形与安全
（1）山区和特殊地区道路线形设计理论；
（2）道路安全设计与评价；
（3）道路线形技术指标；
（4）道路景观设计与评价方法。
研究方向四：路基岩土工程
（1）特殊土工程性质及工程措施；
（2）路基强度与变形；
（3）路基边坡稳定与加固；
（4）公路灾害防治技术。
重点实验室“十一五”发展目标是：立足于公路交通科技发展前沿，高起点、高标准要求，按照国家重点实验室标准建设与管理，努力发展成为具有公路交通行业特色、承担国家公路建设关键技术和政策研究重大项目、培养公路交通行业高层次专门人才、服务于国家基础设施建设和社会发展的国家重点实验室，成为国内一流、国际知名的重要实验研究基地。
近五年来，实验室共承担研究课题325项，合同科研经费总额为20,572万元，其中国家级科技项目6项，科研经费金额为93万元；省部级科技项目53项，科研经费金额为8290万元；横向科技项目260项，经费额达10247万元。通过应用基础与应用技术研究，取得了一系列达到国际领先水平的研究成果。有31项课题获得了省（市）科技进步奖，其中一等奖2项；另有6项课题获得了省部级学会奖。在国内获批准专利26项，其中发明专利8项，实用新型专利18项。国际学术期刊发表论文3篇，国内学术会议报告和学术期刊发表论文451篇，其中SCI收录3篇，EI收录196篇。出版中文专著22部。
实验室利用依托单位长安大学从“211工程”专项经费、银行贷款、教育事业费专项经费和自筹配套等多方筹措的资金，购置了部分国际先进设备，进一步完善了实验室工作条件和基本设施，提高了实验室建设水平，保证了实验室研究方向建设与发展的需要。如根据特殊地区公路工程研究需要，为目前全国高校唯一的冻土工程实验室购置配备了低温电子万能试验机、快速冻融试验机、水分迁移测试系统等国际先进设备，为“高原多年冻土地区路基路面典型结构研究”、“多年冻土地区路面设计与施工技术研究”、“水热力耦合效应与路基路面温度场变化规律的研究”等重大课题的顺利开展与高水平成果的取得提供了良好硬件支撑。如“十五”“211工程”重点建设项目路桥过渡段路基大比例尺试验台建成正式投入使用，总面积300M，建设总投资270万元，由实验室研究人员自主研制开发，已向国家专利局申报了三项技术发明专利和一项实用新型专利，其试验条件与实际工程状况一致，为高等级公路的优化设计与施工研究提供了先进研究设备。
重点实验室经过多年建设，已有仪器设备1225台（件），设备总值2736万元，固定资产总值达到5450万元，保证了实验室教学、科研、人才培养和对外开放的需要。其中GPS全球定位系统（美国，44万元）、GDS多功能三轴实验仪（英国，432万元）、SHRP沥青与混合料试验系统（美国，174万元）、MTS（美国，两套，640万元）、示差扫描量热仪（34万元）、红外光谱仪（44万元）、地质雷达（35万元）、面波仪（30万元）等一批大型仪器设备具有国际领先水平，为取得高水平成果提供了坚实基础。
实验室运行管理实行主任负责制和岗位责任制，设立学术委员会。管理指导思想是：尊重人才，提倡开拓、创新、求实与奉献精神，支持不同学科之间的交叉，容纳不同的学术观点，大力培养青年科技人才。
“十五”期间，实验室在已有基础上，进一步完善了岗位责任制，制定并执行了较完善的管理制度，初步做到了管理的科学化和规范化。实验室下设冻土工程室、材料结构与性能室、3S技术室、路基工程与灾害防治室和计算机仿真室，各室设负责人1～2名，仪器设备日常管理责任到人。学术梯队成员参与设备的开发和应用。对于实验平台及大型设备由具有硕士学位以上人员专门进行管理；对于常规及易耗设备落实到实验室专职人员分片管理。实验室建立了设备有偿使用制度，实行统一收费管理。实验室所收费用主要用于设备日常维护和新设备的引进与开发，实现了实验室实验、开发、维护、维修的良性循环。实验室遵循联合、开放、流动的原则，提倡校内联合和对外开放，为国家、省部委重大科研项目提供了良好的科学研究条件和工作环境
