本发明公开了一种水工沥青混凝土面板防渗抗冲磨防护结构，属于水利水电工程技术领域。一种水工沥青混凝土面板防渗抗冲磨防护结构，包括：整平胶结层，用于整平及排水；防渗层，防渗层设置在整平胶结层上，用于面板防渗；聚脲层，聚脲层粘接在防渗层上，用于防渗层表面抗冲磨防护。本发明还公开一种施工方法，用于施作上述水工沥青混凝土面板防渗抗冲磨防护结构。本发明采用聚脲涂覆在水工沥青混凝土面板的表面，聚脲可以适应水工沥青混凝土的变形要求，并且使得水工沥青混凝土表面具有较强的抗冲磨性能，相较于原有的玛蹄脂，抗冲磨能力更强，能够满足水工沥青混凝土面板抗冲磨防护的要求。