吕平教授长期从事结构耐久性研究与防护技术、全寿命防护材料、高性能涂敷材料与技术领域的理论研究和实践应用工作。积累了大量理论研究成果和实践经验。先后主持参与国家自然科学基金项目、国家军工"863"项目、国家十五攻关引导项目、建设部科技攻关项目等国家级和省部级科研项目20余项。国家自然科学基金项目“基于荷载和海洋环境耦合作用的涂层混凝土损伤行为研究与寿命预测”（项目批准号：51578298）、“喷涂聚脲仿生减阻材料的研究”（批准号：50373009）、国家军工“863”项目“舰船用环保型超长寿命防护材料研究”（批准号：2006AA03A205）、国家十五攻关引导项目“环保型防腐涂料及涂装技术研究”（2003BA871C）、建设部科技攻关项目“高性能防腐涂层新技术研究”（批准号：06-2-033）等国家级和省部级科研项目20余项，15项研究成果通过省部级以上鉴定，均达到国际先进水平或国内先水平。

针对京沪高铁、胶州湾海底隧道、青岛海湾大桥、奥运场馆等国家重大工程关键技术问题，作为多项难点和重点项目的技术专家，系统地研究结构老化行为及机理，提出采用多功能一体化的先进材料与技术，解决结构全寿命防护这一关键技术难题；研究建筑工程多功能一体化涂层新技术，首次采用快速固化喷涂技术路线，制备了兼具阻尼减振、防护、防水、防腐、耐磨损、耐冲击、抗开裂、防植物根茎穿刺等多种功能一体化的综合防护体系；研制出具有优异缺陷修复能力和粘接性能的新型粘弹性材料等等。上述成果对工程建设和行业的技术进步发挥了重要作用。

获得省部级以上科研成果奖7项，公开发表学术论文120余篇，其中EI、ISTP收录35篇，出版专著6部，获授权国家发明专利10多项。

指导了40多名土木工程、材料科学与工程等方向的研究生，具有丰富的人才培养经验。把研究生推上科研和工程第一线，着力培养研究生的严谨求实的作风和创新能力。鼓励研究生发表高水平学术论文并给予相应的奖励，资助优秀研究生参加国内外的学术会议，多名研究生荣获国家奖学金等国家级和省部级奖励，为国家培养了一批高端专业技术人才。