黄晓明教授团队结合我国高速公路建设的实际，主要开展高速公路建设及管理中的关键技术问题的研究工作，主要包括：（1）高速公路路面结构综合分析与管理系统。主要就高速重载作用下路面结构的疲劳特性、重载交通的特征及对路面结构的影响、沥青稳定基层路面结构、无粘结材料基层路面结构的路用性能等进行深入研究；（2）路面结构材料组成设计新技术、新材料开发与应用评价技术。通过学科新引进的MTS材料试验系统、SHRP沥青材料试验评价系统及材料三轴与疲劳试验系统进行路面材料的基本路用性能研究。结合国家高速公路重点工程的建设，开展系统的材料组成设计、新材料开发（如温拌沥青、沥青再生技术、水泥路面固体废弃物再生利用、阻燃沥青、纤维加筋、高黏度沥青）与工程应用研究工作；（3）公路路基和边坡稳定及防灾减灾技术。公路路基及填方路基边坡在环境因素的综合作用下将出现各种地质灾害，尤其是在强降雨、地震等复杂地质条件作用下将出现严重影响公路运行安全的损坏，本研究方向将主要依赖现代检测技术、分析预警技术和现代物联网数据传送技术，进行公路路基及边坡灾害的预测、预警及防治技术，实现公路交通的防灾减灾；（4）路面结构评价与加铺改造和再生利用技术研究。路面在使用一定时间后将出现各种形式的破坏，结合高速公路早期病害的调查、原因分析。在车辆－路面结构相互作用动力分析；路面结构优选、材料组成设计及应用技术；路面结构评价、维修及再生利用技术等方面取得了一定的成绩。
目前承担国家自然科学基金项目“基于沥青各组分热解动力学特性的复合阻燃技术研究”、“大旧料掺量再生沥青混合料的高模量化设计理论与性能研究”、“SMA 路面热再生机理与关键技术研究”等项目。已经完成国家863项目《沥青路面结构疲劳仿真及其在长寿命路面中的应用技术研究》、《透水性路面用复合改性沥青及再生沥青混合料技术》，西部交通建设项目《高速公路早期病害预防措施的研究》、《改性沥青及SMA路面性能恢复与再利用技术研究》、《高速公路沥青路面长期性能研究》及其他省部级项目。
团队在“土木工程学报”、“岩土工程学报”、“中国公路学报”等国内外重要刊物上发表论文180余篇，拥有发明专利26项；出版专著、教材16本；获得省部级成果奖22项。