基于低碳理念的重載瀝青路面輪胎初壓工藝

陳飛CHEN Fei；宗煥清ZONG Huan-qing

（①江蘇城鄉建設職業學院，常州 213000；②常州領航工程科技有限公司，常州 213000）

0 引言

全國節約柴油量需求較大，根據國家環境部進行統計，柴油經發動機燃燒產生的廢氣成為霧霾產生的主要原因，其占比高達28.81%。運用新型的道路施工碾壓工藝可以減少一半的瀝青混合料，從而達到減排，強化生態環境的目的。瀝青混凝土道路攤鋪過程中壓實環節是最為重要的環節，如果材料的性能或者混合料配置、攤鋪或者拌和、運輸等都符合質量標準要求，而碾壓則達不到質量要求等，將會大大降低道路的使用。傳統施工中采用輪胎復壓存在很多問題，如：鋼輪出壓大量灑水，溫度流失等，將會造成環境污染、能源浪費等嚴重的后果。因此，探究出一種新型的道路施工碾壓工藝十分重要，以滿足低碳理念提出的要求。文章針對于輪胎初壓新型道路施工碾壓工藝進行了全面分析，以給予更多道路工程更多的參考價值。

1 低碳理念內涵

低碳理念貫穿于人們的生活、經濟、文化等方面中，衍生了出了低碳生活、低碳經濟等理論。該技術核心主要是通過采用節能的技術、環保的技術和低碳能源技術等，改善當前的環境。目前，我國資源問題越來越嚴峻，人均資源占有量少，資源短缺，對于能源的需求也不斷增加。同時，我國環境問題主要表現在：治理能力不能滿足破壞的速度，嚴峻環境問題引起了人們的高度重視。因此，將低碳能源技術或者環保技術等融入其中，鼓勵減少二氧化碳排放的技術創新，能夠促進我國走向可持續發展。

低碳理念下綠色公路的主要特征表現在：①有效節約能源。公路建設或者使用會涉及更多資源的運用，如：土地資源、路網資源和廊道資源、能源、材料和人力、礦產、能源等。②優化能源。綠色公路的優勢主要體現在：能源節約和能源推廣等。通過更新理念、涉及優化和技術改進等措施，有助于減少資源消耗的需求，提升能源的利用效率，從而達到能源使用的目的。③有效控制污染的排放。公路建設過程中如果沒有對生態環境進行控制和管理，將會產生污染問題和破壞問題。因此，低碳理念融入符合當前社會發展需求，能夠將不利后果降到最低。

2 基于低碳理念下輪胎初壓新型道路施工工藝的概述

2.1 工藝程序

①初壓——輪胎——復壓

②復壓——鋼輪——終壓

輪胎一次能夠完成初壓和復壓。鋼輪也能夠一次性的完成復壓和終壓等，使得碾壓長度不斷延長；使復壓能夠重疊，在減少折回點后，使其實踐更具先進性和合理性。從工藝程序上就可以看出，輪胎初壓能夠對輪胎復壓所產生的問題進行有效解決。

2.2 輪胎初壓的方法

首先，輪胎在跟緊攤鋪機碾壓之后，輪胎壓熱不粘料時應進20m退40m；其次，鋼輪應該跟緊輪胎壓路機，達到鋼輪碾壓的寬度之后就可以進行碾壓，應進20m退40m。最后，鋼輪需與輪胎串聯，開展交替碾壓，不可進行分段碾壓。

2.3 輪胎初壓的特征

①輪胎一次完成初壓復壓兩道工序之后，進20m是初壓，退40m是復壓；②鋼輪一次完成復壓終壓兩道工序之后，復壓變成了進20m，終壓成為退40m；③皮輪鋼輪輪流工作，在完成一個工作循環（初壓、復壓、終壓）；④冬天應進20m退40m，夏天可以進30m退60m；碾壓的長度增長，折回點有效減少，其平整性得到了明顯的提升；⑤有效壓實時間或者溫度等都明顯增加，如：新工藝壓一段面碾壓2遍12個折回點，在與傳統的工藝相比，多了36個停車起步折回點，其在成本、人工用時等方面具有較大的優勢，這就叫搭接碾壓法。

2.4 傳統工藝與輪胎初壓工藝的區別

傳統工藝與輪胎初壓工藝有著本質上的區別，如表1所示。

表1 傳統工藝與輪胎初壓工藝的區別（以AC20為例）

由此可見，基于低碳環保理念下，輪胎初壓工藝體現了環保性等特征。

3 基于低碳理念下輪胎初壓道路施工碾壓工藝的體現和運用

3.1 有效解決了溫度問題

輪胎初壓的核心就是解決了碾壓溫度，有效控制壓實溫度和時間。由于溫度決定著碾壓的質量，施工人員需做好這一項重要的工作。施工人員在使用輪胎初壓技術后，鋼輪初壓，大量灑水，溫度流失。面層料施工時，層薄降溫速度較快，無法保障了碾壓的質量。另外，碾壓溫度在提升后，還能夠降低碾壓的次數。輪胎初壓則更好的解決了施工中的難題，如在施工中發生輪胎粘料的情況唯獨與施工溫度有關，即當溫度在100°C以上，輪胎碾壓不會粘料。傳統施工灑水，加速了降溫的速率，料溫在100C°-80°C時，輪胎很容易出現粘料的情況，這也是輪胎復壓階段面臨的最大問題，為了能夠解決這一問題，很多單位都會使用噴柴油的方式和擦輪胎的方式。而這一操作屬于違規操作，會產生嚴重的不良后果。而通過采用輪胎初壓施工工藝，能夠有效解決這一問題，即輪胎初壓不會產生粘料問題，復壓肯定會產生粘料。輪胎復壓階段輪胎溫度如果無法達到100°C以上，肯定會發生粘料。根據實踐研究表明，當混合料在110°C-80°C處在非穩定區，特別是溫度下降到90°C以下時，繼續碾壓油面會發生撕裂直至離析，此時如做路面滲水試驗，無法達到標準，且找不到原因。因此，輪胎初壓實現了輪胎溫度與料溫的相互結合，能夠達到事半功倍的效果。

3.2 操作便捷、有助于路面更平整、美觀

眾所周知，輪胎壓路機具有橡膠擠、壓、揉的特性；分體式有輪距，且前后排輪胎騎縫對應。故采用輪胎壓路機碾壓混合料時料不會出現推移的情況；折回點也不會出現隆起的現象；路面也不會出現橫埂，大大提升了路面的施工質量。同時，這一工藝操作也較為便捷，輪胎壓路機在碾壓過程中輪胎臺面弧度會有很多條線，線越細越密，路面的平整度、密實度等也就越好。輪胎壓路機還有很多其他方面的優勢，如：彈性作用和緩沖作用，輪胎初壓后的路面，不需要修補層面，路面也不會含水，輪胎所發揮出的作用或者功能等也將是鋼輪所無法比擬，即能夠消除攤鋪所產生斑點凹坑作用，保障路面更加美觀、平整。

3.3 密實度達到標準范圍

輪胎初壓如果有較為明顯的輪印，就代表其碾壓質量相對較好。相反如果沒有明顯的輪印，其碾壓質量就會不理想。輪胎初壓主要對攤鋪后的混合料進行擠壓、揉等，幅度相對較大，具有較強的密實度。借助反復的碾壓等，以此達到壓實的目的，提升碾壓的質量。其中了解碾壓質量的標準就是密實度、壓實度和平整度等。鋼輪初壓帶振動，路面已經成型，如果輪胎復壓，沒有用力的揉或者擠壓等，將不會出現明顯的輪印，其也不會有較好的密實度。對于面層料4-5cm，需進行輪胎初壓，提升擠壓揉的幅度，第一遍碾壓幅度應在2cm左右，第二遍則需要在0.5m左右。為了達到碾壓設計的標準要求即根據攤鋪厚度，通過水箱裝水來調整輪胎壓實重量或者調整碾壓遍數等，就能夠提升碾壓的質量。

3.4 油膜密封層發揮的效果較大

油膜主要是靠輪胎擠壓揉等而形成的，將油膜擠揉在上面層封蓋層面，將發揮出最大作用。油膜在料溫100°C以上時，其就能有效將其擠揉在上層面。輪胎胎面工作狀態呈現雙面不規則鋸齒形，使路面形成明顯的凹凸點，上下層結合，嚴絲密封，增加咬合力，通過將油膜擠揉在上面之后，混合料層面成圓弧形，從而更好的密封在層面上，如果輪胎復壓料溫在100°C以下，就會發生粘料的情況。

3.5 有效節約了施工成本

采用輪胎初壓這一工藝，能夠有效減少初壓壓路機數量，減少人工的數量，減少用油數量。同時，這一工藝還能夠有效增加壓實的時間或者溫度（節約50%），按照每天所生產1500t混合料進行計算，那么最后能夠節約77%的成本。另外。這一工藝也不需要灑水，達到了節約用水的目的，人工設備每噸料為0.2元，也不需要使用柴油噴擦輪胎，節約每噸用量0.8元，購車成本節約100萬元。

4 輪胎初壓施工碾壓工藝的發展趨勢

利用輪胎初壓公路施工的道路越來越多，引起了人們的高度重視。很多道路施工企業紛紛對這一新型施工碾壓技術進行嘗試。伴隨著低碳環保意識滲透到道路施工中，很多企業認識到了輪胎初壓工藝的環保、資源節約等優勢，紛紛運用這種新型的碾壓工藝。

如：江蘇溧陽360省道施工時主要結合輪胎初壓工藝，其到目前為止保持了道路的完整性，延長了道路的壽命。

如：高架橋上瀝青施工的厚度保持在8-10cm。而在全面應用輪胎初壓工藝后，其厚度僅僅需要4-6cm就可以。由于施工時主要使用的鋼筋混凝土，其承載力相對較大，不易出現變形的情況，通過減少厚度，能夠節省一半的油面混合料。

由此可見，輪胎壓路機初壓不僅顛覆了傳統碾壓工藝，還滿足了社會對于低碳環保的要求，通過采用新型的輪胎初壓工藝，能夠將輪胎的作用發揮最大化。該工藝主要將力學、材料學等理論融合到一起，使混合料上下層咬合力得到明顯增強。通過實現承載力、壓實力和咬合力的相互融合，一定程度上阻斷車轍，使橫向推移得到有效消除，從而提升道路的質量，為企業減少了后期維修的成本，延長了瀝青路面使用的壽命。

5 重載瀝青路面施工

瀝青混合料是由瀝青和集料混合而成，傳統意義上的瀝青路面厚度是集料粒徑的2.5-3倍，即為柔性路面，故使用年限只有6-7年，最主要是容易產生推移，車轍，泛油等問題，歸根結底是因為柔性路面的強度有限，即抗承載能力不足造成。如果能提高瀝青混合料中集料的粒徑，減少瀝青攤鋪厚度，減少壓縮比，能大大的增強瀝青路面的強度，提高其承載能力，從而能夠形成強度高，使用壽命長的瀝青剛性路面。故這種采用大粒徑集料，集料粒徑與瀝青攤鋪厚度1∶1，壓縮比比值為零的瀝青路面就是“重載瀝青路面”。

重載瀝青路面相較于傳統瀝青路面，具有強度高、耐磨性好、泌水性好、使用壽命年限長、阻斷車轍、阻斷橫向推移、節約材料等諸多優勢。但是重載瀝青因為其瀝青厚度薄，集料粒徑大的特點存在整體性不強，油膜厚度不夠等問題，并沒有被國家規范采納，也并沒有大范圍推廣和應用，成功的工程案例也屈指可數。國內很多學者也進行了理論結合試驗的研究，如徐鷗明在其博士論文中指出以瀝青層底拉應變、路基頂面壓應變和結構永久變形作為長壽命瀝青路面設計指標，建議提高瀝青集料的粒徑，來達到路面長壽命的要求；陳浙江、王嶺娟針對超載交通的特點,分析獲得超重軸載下的瀝青路面軸載換算公式；呂濤、田東軍基于重軸軸載的作用圖式，分析了重載交通作用下該瀝青路面各結構層的力學響應，指出了重載是造成濟青高速公路出現早期破壞的主要原因。

針對于重載瀝青路面出現的問題，國內外專家提出的解決辦法往往都是集中于力學結構，改性瀝青等方面，也就是改變瀝青混合料的材料方向，但是他們都忽略了施工工藝這個環節，根據GB50092《瀝青路面施工及驗收標準》規定，瀝青道路施工過程中對“主層集料碾壓”應要用鋼輪壓路機初壓，輪胎壓路機復壓工藝。這種傳統的碾壓工藝存在的問題和弊病上文已經進行了論述這里就不做贅述。

其實實現重載瀝青路面技術的關鍵方法就是—輪胎初壓工藝。輪胎初壓工藝由于其能較好的控制碾壓的溫度，碾壓的時間，橡膠輪胎對采用較大粒徑瀝青混合料的碾壓具有揉擠效應，能夠在保證壓實度的同時，讓瀝青與集料完美的和易，形成整體性。輪胎初壓后再使用鋼輪壓路機光面即可。故采用輪胎初壓工藝能夠解決重載瀝青由于瀝青過薄引起的整體穩定性問題。

基于輪胎初壓工藝在重載瀝青路面上的應用，常州中天鋼鐵集團有限公司通過采用輪胎初壓工藝加重載瀝青技術施工，將瀝青攤鋪厚度與集料粒徑形成1:1的比例，使壓縮比值控制在0，并采用柔性混合料，做成剛性的路面，一定程度上阻斷道路的車轍產生，還能夠延長使用的壽命，減少道路保養的成本。該工程在利用新型碾壓技術后，碾壓成本降低到50%，能夠達到節能和減排、保護環境的目的。

重載瀝青路面技術加輪胎初壓工藝把柔性材料做成剛性路面，剛柔結合，使道路使用壽命比國家標準延長五年以上，大幅降低道路保養成本。瀝青路面施工向高質量發展，向薄型、超薄型、油面施工、高架橋攤鋪瀝青厚度只要4cm，質量檢測優，油面成本省一半，為國家目標、碳峰值、碳中和、為降污減排、強生態做實事，作貢獻。

目前，輪胎初壓工藝作為國內外比較先進、高效的碾壓工藝，其憑借省油、省錢和省工等方面的優勢，能夠填補我國在瀝青路面碾壓工藝方面的空缺。輪胎初壓工藝在進行推廣和應用后，將發揮出其巨大的優勢，也將會為社會創造出更大的利益，得到更多企業的認可。

6 結束語

綠色施工的主要目的就是能夠強化環保的理念，進而為企業帶來較大的經濟效益。低碳理念下采用輪胎初壓工藝結合重載瀝青路面技術，能夠節約資源、減少消耗，避免后期維護，延長了道路的通行壽命，其發揮的作用愈加明顯。因此，面對當前我國資源短缺的情況，大力發展綠色施工，有助于保護當前的環境，降低企業施工的成本，促進道路行業的可持續發展。本文針對于一種新型的道路施工碾壓工藝進行了分析，通過分析其工藝流程和相關的技術等，有助于人們更好的理解這一技術所滲透的低碳理念，進而給予更多道路施工企業借鑒和參考。