轮胎压路机（又称胶轮压路机）依靠整机重量产生的静压力与轮胎弹性带来的揉压作用相结合的方式压实物料，核心原理可拆解为以下三点：
静压力压实基础轮胎压路机通过加载配重（钢砂、水等）调整整机重量（通常 10-30 吨），重量均匀分布在多个橡胶轮胎上（常见前 3 后 4、前 4 后 5 布局），对地面产生持续的静压力。这种压力作用于物料颗粒，使其相互挤压、靠拢，减少颗粒间的空隙，形成初步密实结构，原理类似静压式光轮压路机，但轮胎与地面的接触为柔性接触，压力分布更均匀。
弹性揉压强化密实橡胶轮胎具有弹性，作业时轮胎会随物料形变产生轻微压缩，同时轮胎与物料间的摩擦力会带动表层颗粒产生微小的水平位移（揉搓效应）。这种揉压作用能让物料颗粒在水平和垂直方向均发生位移，填补静压力无法到达的微小空隙，尤其对沥青混合料等粘结性物料，可使骨料与沥青胶结料更好地嵌合，避免出现 “压实盲区”。
压力自调节特性当轮胎压路机行驶在不平整路面或物料软硬不均区域时，轮胎会自动变形适应接触面，使每个轮胎的接地压力保持相对稳定，不会像钢轮压路机那样因局部凸起产生集中压力（导致物料破碎），也不会因凹陷产生压力不足（导致压实不达标），保证压实效果的均匀性。
轮胎压路机的压实特性决定了它更适配需要粘结性、密实度均匀性且表层平整度要求高的材料，主要包括：
沥青混合料路面（核心适配材料）这是轮胎压路机最主要的应用场景，包括热拌沥青混合料（HMA）、改性沥青混合料、SMA（沥青玛蹄脂碎石混合料）等：
初压阶段：可配合双钢轮压路机使用，利用揉压作用稳定混合料，防止骨料推移；
复压阶段：作为主力设备，通过揉压使沥青胶结料充分包裹骨料，提高混合料的密实度和粘结强度，减少路面通车后出现裂缝、松散的风险；
终压阶段：可消除钢轮压路机留下的轮迹，使路面表层更光滑，提升行车舒适性。尤其适合大粒径沥青混合料（如 ATB 沥青稳定碎石基层），揉压能让大骨料间的空隙被细料填充，避免钢轮压实导致的骨料破碎。
水泥稳定土 / 石灰稳定土基层（半刚性基层）对于水泥稳定碎石、石灰粉煤灰稳定土等半刚性基层材料，轮胎压路机的揉压作用可使基层内部颗粒嵌合更紧密，同时避免钢轮压路机高频振动导致的基层表层 “起皮”“松散” 问题。通常在基层初压（平地机整平后）使用，配合单钢轮压路机的深层压实，兼顾基层的深层承载力和表层平整度。
级配碎石 / 砾石基层级配碎石基层要求颗粒间形成嵌锁结构，轮胎压路机的柔性压实能让碎石颗粒相互咬合，同时不会破坏碎石的棱角（钢轮振动可能击碎碎石棱角，影响嵌锁效果），尤其适合高速公路、一级公路的级配碎石底基层或基层压实。
填方路基的表层压实（辅助作用）在路基填筑的最后一层（通常 0-30cm），轮胎压路机可配合单钢轮压路机使用，通过揉压使路基表层密实均匀，减少路基与路面基层间的沉降差，避免路面出现反射裂缝。但不适用于路基深层压实（无振动功能，压实深度有限）。
轮胎压路机也有明确的适用边界，以下材料不适合用其压实：
高黏性黏土路基：黏土颗粒细、粘结性强，轮胎的揉压易导致表层形成 “硬壳”，内部仍松散，需用凸块压路机（羊脚碾）配合单钢轮振动压路机；
薄层水泥混凝土面层：刚性材料无需揉压，且轮胎易粘带水泥浆，影响面层平整度；
块石填方路基：块石粒径大、硬度高，轮胎无法产生足够压力嵌合块石，需用单钢轮振动压路机或冲击式压路机。
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