Op de site Vrijthof kwamen bij opgravingen overblijfselen tevoorschijn van vier bouwprojecten, twee Romeinse en twee middeleeuwse. De oudste overblijfselen dateren uit de 2de en 3de eeuw. Het gaat om een drietal muren, mogelijk de zuidkant van een stedelijke residentie en sporen van een bijhorend badgebouw. Van dit laatste is nog duidelijk de hoek van een badkamertje bewaard gebleven. Hij was opgenomen in de fundering van de middeleeuwse monasteriummuur uit de 12de eeuw. In de puinlaag die de resten van het badgebouw afdekte, zijn enkele duizenden fragmenten beschilderd pleisterwerk aangetroffen. Waarschijnlijk zijn ze daar in de oudheid terecht gekomen omdat op die plek systematisch stenen van het afgebroken badgebouw werden gereinigd voor hergebruik in de 4de-eeuwse stadsmuur. Voor zover daar nu reeds zicht op is, gaat het om klassieke paneeldecoraties met sokkelzones van marmerimitaties en centrale en bovenzones met zowel architecturale als figuratieve scènes. De stadswoning en het badgebouw uit de midden keizertijd zijn waarschijnlijk afgebrand. Op de buitenbekleding van de zuidelijke buitenmuur van de stedelijke residentie zijn in elk geval brandsporen te zien.
Dwars doorheen het puin van deze 2de en 3de eeuwse constructies werd in de 4de eeuw de laatromeinse stadsmuur aangelegd. Daarvan zijn een toren en de aansluitende muurgedeelten nog bewaard gebleven tot een hoogte van circa 2 meter. De stadsmuur is aan de basis 3.30 meter breed. De kern bestaat uit bouwpuin en gele kalkmortel, terwijl de buitenbekleding van regelmatige steenblokjes met een roze, met baksteengruis vermengde kalkmortel is aangebracht. Aan de buitenzijde waren op de muur en de toren geometrische motieven met rode dakpanfragmenten aangebracht. Zowel aan de buitenzijde als aan de stadszijde zijn op regelmatige afstand nog de oude stellinggaten te zien. Aan de stadszijde herinnert de drempel van het toegangspoortje nog aan het niveau van het loopvlak in de 4de eeuw. Vrijwel overal elders in Tongeren is de laatromeinse muur tot in de fundering afgebroken. Aan het Vrijthof zijn echter nog substantiële resten bewaard gebleven. Dat komt doordat op die plek sinds onheuglijke tijden de middeleeuwse Sint-Maternuskapel heeft gestaan. Daardoor waren de Romeinse constructies onbereikbaar voor afbraak en hergebruik van het bouwmateriaal. Van de verder niet nader te dateren Sint-Maternuskapel is niets bewaard gebleven. Ze werd in 1803 afgebroken.
Tijdens de herinrichtingswerken van 1994 en 1995 kwamen ook funderingen aan het licht van de oudste monasteriummuur van Tongeren. Ze waren vervaardigd van Romeinse bouwpuin en een lichtroze kalkmortel. Op grond van een 14C-datering van een stukje houtskool, aangetroffen in de mortel van de fundering, kan ze in de 10de eeuw worden gesitueerd. De weergevonden resten laten zich tot een polygonale structuur reconstrueren, met twee steunberen aan de zuidzijde. Het is duidelijk dat deze muur ter hoogte van het Vrijthof de Sint-Maternuskapel moet omringd hebben. Die bevond zich bijgevolg in de 10de eeuw reeds op deze plek.
In de 12de eeuw vergrootte men het oude monasterium. Ter hoogte van de Sint-Maternuskapel bouwde men tegen de 10de-eeuwse omwalling een nieuwe muur. Daarvoor werd overvloedig gebruik gemaakt van Romeins bouwpuin. Ten noordoosten stond de nieuwe muur los van de oude, terwijl zich in het zuidwesten aanvankelijk een toegang bevond. In de 13de eeuw kreeg Tongeren een nieuwe stadsmuur en raakten de oude versterking omheen de kerk in onbruik.
- VANDERHOEVEN A. & VYNCKIER G., Tongeren : Vrijthof, in Archeologie 1995.