基于低碳理念的重载沥青路面轮胎初压工艺

陈飞CHEN Fei；宗焕清ZONG Huan-qing

（①江苏城乡建设职业学院，常州 213000；②常州领航工程科技有限公司，常州 213000）

0 引言

全国节约柴油量需求较大，根据国家环境部进行统计，柴油经发动机燃烧产生的废气成为雾霾产生的主要原因，其占比高达28.81%。运用新型的道路施工碾压工艺可以减少一半的沥青混合料，从而达到减排，强化生态环境的目的。沥青混凝土道路摊铺过程中压实环节是最为重要的环节，如果材料的性能或者混合料配置、摊铺或者拌和、运输等都符合质量标准要求，而碾压则达不到质量要求等，将会大大降低道路的使用。传统施工中采用轮胎复压存在很多问题，如：钢轮出压大量洒水，温度流失等，将会造成环境污染、能源浪费等严重的后果。因此，探究出一种新型的道路施工碾压工艺十分重要，以满足低碳理念提出的要求。文章针对于轮胎初压新型道路施工碾压工艺进行了全面分析，以给予更多道路工程更多的参考价值。

1 低碳理念内涵

低碳理念贯穿于人们的生活、经济、文化等方面中，衍生了出了低碳生活、低碳经济等理论。该技术核心主要是通过采用节能的技术、环保的技术和低碳能源技术等，改善当前的环境。目前，我国资源问题越来越严峻，人均资源占有量少，资源短缺，对于能源的需求也不断增加。同时，我国环境问题主要表现在：治理能力不能满足破坏的速度，严峻环境问题引起了人们的高度重视。因此，将低碳能源技术或者环保技术等融入其中，鼓励减少二氧化碳排放的技术创新，能够促进我国走向可持续发展。

低碳理念下绿色公路的主要特征表现在：①有效节约能源。公路建设或者使用会涉及更多资源的运用，如：土地资源、路网资源和廊道资源、能源、材料和人力、矿产、能源等。②优化能源。绿色公路的优势主要体现在：能源节约和能源推广等。通过更新理念、涉及优化和技术改进等措施，有助于减少资源消耗的需求，提升能源的利用效率，从而达到能源使用的目的。③有效控制污染的排放。公路建设过程中如果没有对生态环境进行控制和管理，将会产生污染问题和破坏问题。因此，低碳理念融入符合当前社会发展需求，能够将不利后果降到最低。

2 基于低碳理念下轮胎初压新型道路施工工艺的概述

2.1 工艺程序

①初压——轮胎——复压

②复压——钢轮——终压

轮胎一次能够完成初压和复压。钢轮也能够一次性的完成复压和终压等，使得碾压长度不断延长；使复压能够重叠，在减少折回点后，使其实践更具先进性和合理性。从工艺程序上就可以看出，轮胎初压能够对轮胎复压所产生的问题进行有效解决。

2.2 轮胎初压的方法

首先，轮胎在跟紧摊铺机碾压之后，轮胎压热不粘料时应进20m退40m；其次，钢轮应该跟紧轮胎压路机，达到钢轮碾压的宽度之后就可以进行碾压，应进20m退40m。最后，钢轮需与轮胎串联，开展交替碾压，不可进行分段碾压。

2.3 轮胎初压的特征

①轮胎一次完成初压复压两道工序之后，进20m是初压，退40m是复压；②钢轮一次完成复压终压两道工序之后，复压变成了进20m，终压成为退40m；③皮轮钢轮轮流工作，在完成一个工作循环（初压、复压、终压）；④冬天应进20m退40m，夏天可以进30m退60m；碾压的长度增长，折回点有效减少，其平整性得到了明显的提升；⑤有效压实时间或者温度等都明显增加，如：新工艺压一段面碾压2遍12个折回点，在与传统的工艺相比，多了36个停车起步折回点，其在成本、人工用时等方面具有较大的优势，这就叫搭接碾压法。

2.4 传统工艺与轮胎初压工艺的区别

传统工艺与轮胎初压工艺有着本质上的区别，如表1所示。

表1 传统工艺与轮胎初压工艺的区别（以AC20为例）

由此可见，基于低碳环保理念下，轮胎初压工艺体现了环保性等特征。

3 基于低碳理念下轮胎初压道路施工碾压工艺的体现和运用

3.1 有效解决了温度问题

轮胎初压的核心就是解决了碾压温度，有效控制压实温度和时间。由于温度决定着碾压的质量，施工人员需做好这一项重要的工作。施工人员在使用轮胎初压技术后，钢轮初压，大量洒水，温度流失。面层料施工时，层薄降温速度较快，无法保障了碾压的质量。另外，碾压温度在提升后，还能够降低碾压的次数。轮胎初压则更好的解决了施工中的难题，如在施工中发生轮胎粘料的情况唯独与施工温度有关，即当温度在100°C以上，轮胎碾压不会粘料。传统施工洒水，加速了降温的速率，料温在100C°-80°C时，轮胎很容易出现粘料的情况，这也是轮胎复压阶段面临的最大问题，为了能够解决这一问题，很多单位都会使用喷柴油的方式和擦轮胎的方式。而这一操作属于违规操作，会产生严重的不良后果。而通过采用轮胎初压施工工艺，能够有效解决这一问题，即轮胎初压不会产生粘料问题，复压肯定会产生粘料。轮胎复压阶段轮胎温度如果无法达到100°C以上，肯定会发生粘料。根据实践研究表明，当混合料在110°C-80°C处在非稳定区，特别是温度下降到90°C以下时，继续碾压油面会发生撕裂直至离析，此时如做路面渗水试验，无法达到标准，且找不到原因。因此，轮胎初压实现了轮胎温度与料温的相互结合，能够达到事半功倍的效果。

3.2 操作便捷、有助于路面更平整、美观

众所周知，轮胎压路机具有橡胶挤、压、揉的特性；分体式有轮距，且前后排轮胎骑缝对应。故采用轮胎压路机碾压混合料时料不会出现推移的情况；折回点也不会出现隆起的现象；路面也不会出现横埂，大大提升了路面的施工质量。同时，这一工艺操作也较为便捷，轮胎压路机在碾压过程中轮胎台面弧度会有很多条线，线越细越密，路面的平整度、密实度等也就越好。轮胎压路机还有很多其他方面的优势，如：弹性作用和缓冲作用，轮胎初压后的路面，不需要修补层面，路面也不会含水，轮胎所发挥出的作用或者功能等也将是钢轮所无法比拟，即能够消除摊铺所产生斑点凹坑作用，保障路面更加美观、平整。

3.3 密实度达到标准范围

轮胎初压如果有较为明显的轮印，就代表其碾压质量相对较好。相反如果没有明显的轮印，其碾压质量就会不理想。轮胎初压主要对摊铺后的混合料进行挤压、揉等，幅度相对较大，具有较强的密实度。借助反复的碾压等，以此达到压实的目的，提升碾压的质量。其中了解碾压质量的标准就是密实度、压实度和平整度等。钢轮初压带振动，路面已经成型，如果轮胎复压，没有用力的揉或者挤压等，将不会出现明显的轮印，其也不会有较好的密实度。对于面层料4-5cm，需进行轮胎初压，提升挤压揉的幅度，第一遍碾压幅度应在2cm左右，第二遍则需要在0.5m左右。为了达到碾压设计的标准要求即根据摊铺厚度，通过水箱装水来调整轮胎压实重量或者调整碾压遍数等，就能够提升碾压的质量。

3.4 油膜密封层发挥的效果较大

油膜主要是靠轮胎挤压揉等而形成的，将油膜挤揉在上面层封盖层面，将发挥出最大作用。油膜在料温100°C以上时，其就能有效将其挤揉在上层面。轮胎胎面工作状态呈现双面不规则锯齿形，使路面形成明显的凹凸点，上下层结合，严丝密封，增加咬合力，通过将油膜挤揉在上面之后，混合料层面成圆弧形，从而更好的密封在层面上，如果轮胎复压料温在100°C以下，就会发生粘料的情况。

3.5 有效节约了施工成本

采用轮胎初压这一工艺，能够有效减少初压压路机数量，减少人工的数量，减少用油数量。同时，这一工艺还能够有效增加压实的时间或者温度（节约50%），按照每天所生产1500t混合料进行计算，那么最后能够节约77%的成本。另外。这一工艺也不需要洒水，达到了节约用水的目的，人工设备每吨料为0.2元，也不需要使用柴油喷擦轮胎，节约每吨用量0.8元，购车成本节约100万元。

4 轮胎初压施工碾压工艺的发展趋势

利用轮胎初压公路施工的道路越来越多，引起了人们的高度重视。很多道路施工企业纷纷对这一新型施工碾压技术进行尝试。伴随着低碳环保意识渗透到道路施工中，很多企业认识到了轮胎初压工艺的环保、资源节约等优势，纷纷运用这种新型的碾压工艺。

如：江苏溧阳360省道施工时主要结合轮胎初压工艺，其到目前为止保持了道路的完整性，延长了道路的寿命。

如：高架桥上沥青施工的厚度保持在8-10cm。而在全面应用轮胎初压工艺后，其厚度仅仅需要4-6cm就可以。由于施工时主要使用的钢筋混凝土，其承载力相对较大，不易出现变形的情况，通过减少厚度，能够节省一半的油面混合料。

由此可见，轮胎压路机初压不仅颠覆了传统碾压工艺，还满足了社会对于低碳环保的要求，通过采用新型的轮胎初压工艺，能够将轮胎的作用发挥最大化。该工艺主要将力学、材料学等理论融合到一起，使混合料上下层咬合力得到明显增强。通过实现承载力、压实力和咬合力的相互融合，一定程度上阻断车辙，使横向推移得到有效消除，从而提升道路的质量，为企业减少了后期维修的成本，延长了沥青路面使用的寿命。

5 重载沥青路面施工

沥青混合料是由沥青和集料混合而成，传统意义上的沥青路面厚度是集料粒径的2.5-3倍，即为柔性路面，故使用年限只有6-7年，最主要是容易产生推移，车辙，泛油等问题，归根结底是因为柔性路面的强度有限，即抗承载能力不足造成。如果能提高沥青混合料中集料的粒径，减少沥青摊铺厚度，减少压缩比，能大大的增强沥青路面的强度，提高其承载能力，从而能够形成强度高，使用寿命长的沥青刚性路面。故这种采用大粒径集料，集料粒径与沥青摊铺厚度1∶1，压缩比比值为零的沥青路面就是“重载沥青路面”。

重载沥青路面相较于传统沥青路面，具有强度高、耐磨性好、泌水性好、使用寿命年限长、阻断车辙、阻断横向推移、节约材料等诸多优势。但是重载沥青因为其沥青厚度薄，集料粒径大的特点存在整体性不强，油膜厚度不够等问题，并没有被国家规范采纳，也并没有大范围推广和应用，成功的工程案例也屈指可数。国内很多学者也进行了理论结合试验的研究，如徐鸥明在其博士论文中指出以沥青层底拉应变、路基顶面压应变和结构永久变形作为长寿命沥青路面设计指标，建议提高沥青集料的粒径，来达到路面长寿命的要求；陈浙江、王岭娟针对超载交通的特点,分析获得超重轴载下的沥青路面轴载换算公式；吕涛、田东军基于重轴轴载的作用图式，分析了重载交通作用下该沥青路面各结构层的力学响应，指出了重载是造成济青高速公路出现早期破坏的主要原因。

针对于重载沥青路面出现的问题，国内外专家提出的解决办法往往都是集中于力学结构，改性沥青等方面，也就是改变沥青混合料的材料方向，但是他们都忽略了施工工艺这个环节，根据GB50092《沥青路面施工及验收标准》规定，沥青道路施工过程中对“主层集料碾压”应要用钢轮压路机初压，轮胎压路机复压工艺。这种传统的碾压工艺存在的问题和弊病上文已经进行了论述这里就不做赘述。

其实实现重载沥青路面技术的关键方法就是—轮胎初压工艺。轮胎初压工艺由于其能较好的控制碾压的温度，碾压的时间，橡胶轮胎对采用较大粒径沥青混合料的碾压具有揉挤效应，能够在保证压实度的同时，让沥青与集料完美的和易，形成整体性。轮胎初压后再使用钢轮压路机光面即可。故采用轮胎初压工艺能够解决重载沥青由于沥青过薄引起的整体稳定性问题。

基于轮胎初压工艺在重载沥青路面上的应用，常州中天钢铁集团有限公司通过采用轮胎初压工艺加重载沥青技术施工，将沥青摊铺厚度与集料粒径形成1:1的比例，使压缩比值控制在0，并采用柔性混合料，做成刚性的路面，一定程度上阻断道路的车辙产生，还能够延长使用的寿命，减少道路保养的成本。该工程在利用新型碾压技术后，碾压成本降低到50%，能够达到节能和减排、保护环境的目的。

重载沥青路面技术加轮胎初压工艺把柔性材料做成刚性路面，刚柔结合，使道路使用寿命比国家标准延长五年以上，大幅降低道路保养成本。沥青路面施工向高质量发展，向薄型、超薄型、油面施工、高架桥摊铺沥青厚度只要4cm，质量检测优，油面成本省一半，为国家目标、碳峰值、碳中和、为降污减排、强生态做实事，作贡献。

目前，轮胎初压工艺作为国内外比较先进、高效的碾压工艺，其凭借省油、省钱和省工等方面的优势，能够填补我国在沥青路面碾压工艺方面的空缺。轮胎初压工艺在进行推广和应用后，将发挥出其巨大的优势，也将会为社会创造出更大的利益，得到更多企业的认可。

6 结束语

绿色施工的主要目的就是能够强化环保的理念，进而为企业带来较大的经济效益。低碳理念下采用轮胎初压工艺结合重载沥青路面技术，能够节约资源、减少消耗，避免后期维护，延长了道路的通行寿命，其发挥的作用愈加明显。因此，面对当前我国资源短缺的情况，大力发展绿色施工，有助于保护当前的环境，降低企业施工的成本，促进道路行业的可持续发展。本文针对于一种新型的道路施工碾压工艺进行了分析，通过分析其工艺流程和相关的技术等，有助于人们更好的理解这一技术所渗透的低碳理念，进而给予更多道路施工企业借鉴和参考。