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以生物毒性試驗法檢測鋪面再生材料之環境相容性研究

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Academic year: 2023

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行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告

以生物毒性試驗法檢測鋪面再生材料之環境相容性研究 研究成果報告(精簡版)

計 畫 類 別 : 個別型

計 畫 編 號 : NSC 95-2221-E-216-047-

執 行 期 間 : 95年08 月 01 日至 96年07 月 31 日 執 行 單 位 : 中華大學土木與工程資訊學系

計 畫 主 持 人 : 邱垂德

計畫參與人員: 碩士班研究生-兼任助理:薛毓瀚、余俊奇

報 告 附 件 : 出席國際會議研究心得報告及發表論文

處 理 方 式 : 本計畫可公開查詢

中 華 民 國 96 年 10 月 30 日

(2)

1

行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告

以生物毒性試驗法檢測鋪面再生材料之環境相容性研究

Application of Aquatic Toxicity Tests for the Environmental Properties of Asphalt Mix Containing Waste and By-Product Materials

計畫編號:NSC95-2221-E-216-047 執行期限:95 年

8

1

日至

96

7

31

日 主持人:邱垂德 中華大學土木與工程資訊學系

電子郵件信箱(E-mail)位址:[email protected] 一、中文摘要

相關研究顯示,廢玻璃砂、廢輪胎橡 膠粉及垃圾焚化底渣等再生鋪面材料應用 於瀝青混凝土,其物理性質及工程性質可 符合規範需求;但在環境性質之相關研究 報告較少,且大都著重於重金屬與個別化 學成分的評估,不易考量整體性的環境危 害。本研究應用代表檢測整體性環境危害 的生物毒性試驗法,以整體毒性來評估再 生鋪面材料之環境性質。由於環境生態的 可能衝擊是鋪面再生材料無法擴展使用的 主要原因,本研究嚐試以水蚤及藻類兩種 生物毒性試驗來評估包括廢輪胎橡膠瀝 青、廢玻璃瀝青、及含垃圾底渣瀝青混凝 土的環境性質;方法上乃將含這些再生材 料的瀝青混凝土,以批次及平板兩種溶出 試驗取得溶出水樣,再對這些溶出水樣進 行兩種生物毒性試驗,配合同時進行的原 子光譜求得的重金屬濃度,本研究嚐試提 出以生物毒性試驗判定鋪面再生材料的環 境性質。

關鍵詞:溶出試驗、生物毒性、垃圾底渣、

廢輪胎、廢玻璃

Abstract

In order to conserve natural resources and to reduce solid wastes, significant amounts of recycled materials are proposed to be used in the components of asphalt mixtures for highway pavements. Most of the previous

researches were focused on the engineering properties of the alternative mixes; a few studies were done on the environmental properties, dealing mainly with the metal concentrations of leachates obtained from the asphalt mix containing the recycled materials.

Since the scarcity of information on human or ecological impacts is the major barrier to recycling, this study evaluates the ecosystem risk by assessing the potential impacts of leachates to flora and fauna, usually present in the immediate environment of the action.

The aquatic toxicity tests on the organisms, both daphnia and algae, were performed on the leachates of several alternative asphalt mixes including asphalt rubber, glassphalt, and MSW incinerator bottom ash. Coping with selected metal concentrations obtained by Atom Absorption analysis on the leachates, this particular study tried to link individual metal content of leachates to damaging ecological effects. Results obtained could be used in an attempt to propose the toxicity criteria for those recycled materials..

Keywords: leaching test, toxicity test, incinerator bottom ash, waste tire, waste glass

二、緣由與目的

自聯合國在1987年第42屆大會上提 出「永續發展(Sustainable Development)」

(3)

的理念後,各先進國家莫不致力於將廢棄 物進行資源化處理,除了持續以往環保團 體主張的減量(Reduction)和重複使用 (Reuse)外,並積極地構築循環利用

(Recycling)和回收利用(Recovery)體系,以 此所謂的「4R觀念」來努力促成永續發展 的目標。公路工程使用材料數量龐大且品 質要求的妥協性較一般工程材料高,故常 被考慮要求協同解決工程與工業廢棄物的 問題。行政院公共工程委員會(簡稱工程會) 為徹底解決國內營建資源不足的問題,即 於1996年起,積極進行燃煤飛灰及路面刨 除料再利用於公共工程之實務性研究,緊 接著在921大地震後,工程會委託財團法 人台灣營建研究院進行「營建資源利用於 公共工程之研究」,並於2002年陸續完成 對舊混凝土、廢玻璃、及廢輪胎等營建資 源於公共工程上的試用。2003年起則有環 保署委辦的垃圾焚化底渣再利用案。

以往路面材料講究強度及耐久性,故 需選擇適當的材料加工生產,以符合路面 績效需求,未來許多公路路段可能因更替 頻繁而必須以生產時耗能少、施工過程較 少包括噪音在內的環境污染、及可以回收 再用為目標,故依不同的需求,各式材料 皆有作為路面材料的可能。在這樣的前題 下,工程人員除了將料源分類並應用在不 同的用途外,在國外文獻與實務經驗上受 到較多耐久性限制的再生材料,例如路面 刨除料、廢混凝土塊、鋼爐石、廢玻璃、

垃圾焚化底碴、建物拆除廢料、及其它工 業副產物,只要能符合工程性質與環境特 性需求,未來都有作為路面材料的可能。

用在公路鋪面上的材料,經由長時間的風 吹日曬雨淋,極有可能滲流出其中的化學 物質,傳佈至週遭的土體造成污染,又或 隨水注入形成地下水污染,尤其是使用前 述各種工業副產物時,有別於傳統材料的 化學成份或重金屬等毒性物質,有可能使 生態系受損而失去資源再利用的意義。

評估鋪面再生材料之環境相容性的方 法,除了以真實的環境長期蒐集可能污染 物的流佈狀況外,尚可以試驗室內之溶出 試驗(Leaching Tests)或戶外的溶出試驗進

行模擬;至於檢測毒性(Toxicity)的方法,

則除了以原子吸收光普儀檢測污染物的濃 度外,亦可採用生物毒性試驗法進行。尤 其是面對來源複雜的鋪面再生材料,在未 知或不確定可能污染物時,生物毒性試驗 法可能是初步毒性測試的最簡易方法。申 請人即基於以往對包括再生瀝青、廢輪胎 瀝青、廢玻璃瀝青、底渣瀝青…等鋪面再 生材料之工程性質與環境性質研究基礎,

嚐試在國內建立這些材料的生物毒性試驗 法流程及檢測結果資料庫,以提供未來研 究及應用的重要參考。

本研究分為五個階段進行,第一階段 進行材料的準備,包括基本物性(篩分析、

比重、吸水率等)、再生鋪面材料的pH值 與毒性特性溶出程序(Toxicity

characteristic leaching procedure,以下簡稱

TCLP),第二階段進行拌製再生鋪面材料瀝

青混凝土與藻類及水蚤的培養,第三階段 進行生物毒性供試生物之參考毒物敏感測 試,第四階段將本研究所使用的再生鋪面 材料與再生材料拌製而成的瀝青混凝土進 行24小時批次溶出試驗,第五階段將所得 溶出液分別進行化學分析及生物毒性試 驗。試驗流程如圖1。

圖1、本研究進行的流程圖

本研究採用單因子變異數分析來檢定 不同材料對觀測值是否有顯著的差異,統 計數學模型為:

(4)

3

ij i

yij =μ+τ +ε 其中

yij為第i種材料中第j個重複試驗的 觀測值。

τi為第i種材料的影響,i=1~8,分 別代表垃圾焚化底渣、廢玻璃 砂、廢輪胎橡膠粉、一般瀝青混 凝土、添加25%焚化底渣瀝青混 凝土、添加50%焚化底渣瀝青混 凝土、廢玻璃砂瀝青混凝土、廢 輪胎橡膠瀝青混凝土共8種受測 材料。

j為重複試驗的影響,j=1~3。

εij為隨機誤差。

三、 結果與討論

表1為本研究探討的八種材料的24小 時批次溶出液的各項試驗數據,由表1可 知大部材料溶出液的pH值與導電度,趨勢 都是隨著材料含量增加而上升,只有廢輪 胎橡膠粉pH相反,隨著材料的增加而下 降,因為廢輪胎橡膠粉是屬於酸性材料。

溶氧量皆維持在不影響水生生物生存的高 溶氧量狀態,推判可能因為本研究使用批 次溶出試驗的關係,在24hr用最大溶出的 方式劇烈搖晃,導致各材料皆為高溶氧狀 態。生物毒性方面,水蚤與藻類生物毒性 試驗皆可看出瀝青材料具有包覆總量毒性 作用。若將所有溶出液的LC50與EC50值進 行相關性分析,所得的相關係數值為 +0.657,呈正相關但相關性不高,可解讀 為本研究所使用的兩種供試生物對污染物 的敏感度不同。

八種材料24小時批次溶出液的水蚤毒 性LC50值,用單因子變異數分析得到的變 異數分析表如表2所示,由表2可知廢玻 璃砂屬於較低毒性,25%焚化底渣瀝青混 凝土毒性介於中間,50%焚化底渣瀝青混 凝土、焚化底渣、廢輪胎橡膠粉三種材料 毒性無明顯差異,皆屬於極毒性;藻類毒 性的EC50值,用單因子變異數分析得到的 變異數分析表如表3所示,由表3可知廢

玻璃砂與25%焚化底渣瀝青混凝土為同屬

較低毒性,而25%焚化底渣瀝青混凝土與 50%焚化底渣瀝青混凝土為中、高毒性,

廢輪胎橡膠粉與焚化底渣同屬極毒性。

表2 八種材料24小時批次溶出液的水蚤 毒性LC50值變異數分析表

表3 八種材料24小時批次溶出液的藻類 毒性EC50值變異數分析表

一般判定毒性會採用EC50或LC50的 倒數值,而稱之為毒性單位(Toxicity Unit, TU值),TU值愈大代表毒性愈高;將八種 材料的24小特批次溶出水溶液以藻類毒性 及水蚤毒性測得的TU值做為分析的參 數,得圖2及圖3。

(5)

圖2 本研究探討之八種材料24小時批次 溶出液的水蚤生物毒性單位值比較

圖3 本研究探討之八種材料24小時批次 溶出液的藻類生物毒性單位值比較

本研究探討應用生物毒性試驗法檢測 再生鋪面材料環境性質之研究,選用具有 毒性測試代表性的藻類與水蚤;將焚化底 渣、廢輪胎橡膠粉、廢玻璃砂與鋪面材料 拌製成瀝青混凝土,進行24小時批次溶出 試驗,所得溶出液以生物毒性試驗測試,

並搭配水質測試與重金屬濃度檢測分析,

作為再生材料欲再利用的初步評估。經由 實驗室的試驗數據與觀察分析結果,提出 以下結論。

1、本研究藻類生物毒性採用本地品系的 小球藻,所測得對數成長期約為72小 時,因此不適用於美國NCHRP與 U.S.EPA.所規定的96小時慢毒性試 驗。本研究採用環檢所公告之規範「藻

類靜水式法」,試驗時間為24小時毒 性試驗,屬於急毒性試驗。試驗時間 小於所培養之藻類對數成長期,較容 易控制藻種的健康程度與生長期,以 期試驗所造成誤差更小。

2、以溶出液之銅濃度進行八種材料之單 因子變異數分析,再經由Duncan多重 範圍檢定顯示,焚化底渣溶出液之含 銅量明顯高於其他材料溶出液。焚化 底渣以相關文獻指出之應用方式和配 比拌製瀝青混合料,經瀝青材料包裹 後含銅量有明顯降低。

3、以溶出液之含鉛量與含鎘量進行統計 分析之結果,則顯示玻璃砂溶出液之 鉛與鎘濃度是明顯高於其他材料之溶 出液。廢玻璃砂以相關文獻指出之應 用方式和配比拌製成瀝青混合料,經 瀝青材料包裹後含鉛量與含鎘量有明 顯降低。

4、以溶出液之含鋅與量含錳量進行統計 分析之結果,則顯示廢輪胎橡膠粉之 鋅與錳濃度明顯高於其他材料之溶出 液。廢輪胎橡膠粉以相關文獻指出之 應用方式和配比拌製瀝青混合料,經 瀝青材料包裹後含鋅與錳濃度有明顯 降低。

5、一般瀝青混凝土、廢輪胎橡膠瀝青混 凝土與廢玻璃砂瀝青混凝土等三種材 料因生物毒性判定NTE,因此以有毒 性之五種材料進行統計分析。五種材 料以溶出液之48小時水蚤毒性LC50 值進行統計分析之結果顯示,焚化底 渣、廢輪胎橡膠粉及50%焚化底渣瀝 青混凝土等三種材料之毒性最高,

25%焚化底渣瀝青混凝土的毒性則稍 低於前三種材料,此四種材料之溶出 液皆屬極毒性,而廢玻璃砂溶出液則 屬於低毒性。

6、以五種材料溶出液之24小時藻類毒

性EC50值進行統計分析之結果,顯示 焚化底渣與廢輪胎橡膠粉皆屬極毒 性,50%與25%焚化底渣瀝青混凝土 則屬高、中毒性,25%焚化底渣瀝青 混凝土與廢玻璃砂則為中、低毒性。。

(6)

5

7、綜合比較下,焚化底渣與廢輪胎橡膠 粉本身均為極毒性,廢玻璃砂則為低 毒性。由數據顯示再生材料以相關文 獻指出之應用方式和配比,重金屬濃 度與生物毒性皆有降低;經由統計分 析結果焚化底渣經瀝青材料包裹後含 銅量有明顯降低,廢玻璃砂經瀝青材 料包裹後含鉛與鎘濃度有明顯降低,

廢輪胎橡膠粉經瀝青材料包裹後可看 出含錳與鋅濃度有明顯降低。可能因 為拌製過程稀釋了原料濃度和充分與 瀝青材料的拌和,造成重金屬濃度與 毒性值的下降,可證明瀝青材料是具 有包覆整體毒性效果。但是對焚化底 渣的整體毒性只能有效減緩不能完全 包覆住,對於焚化底渣要再利用鋪 面,環境性質方面可能需要更深入探 討。

四、計畫成果自評

本研究之執行,提供中華大學土木工 程學系兩位碩士班研究生進行論文研究,

並順利完成(薛毓瀚,含垃圾焚化底渣瀝青 混凝土生物毒性之研究,及余俊奇,應用 生物毒性試驗法檢測再生鋪面材料環境性

質之研究);部份研究成果也發表在國內

2007 第十四屆鋪面工程學行研討會,及 2007 第二十一屆廢棄物處理技術研討會,

供國內工程及環保相關單位參考。本研究 之部份成果經整理成兩篇論文,發表於國 際 期 刊 Resources, Conservation and

Recycling,並獲同意發表,如參考文獻 7

又8所列,已達到申請人原欲達到的目的。

五、參考文獻

[1] National Research Council, Environmental Impact of Construction and Repair Materials on Surface and Ground Waters, National Cooperative Highway Research Program, NCHRP Report 448, 2001.

[2] 行政院環保署,廢棄物焚化灰渣材料化

技術研究(第二年) 專案計畫期末報

告,epa-93-u1h1-02-101,執行單位:

國立台灣大學環境工程學研究所、中 華大學土木工程究所,中華民國九十 三年十二月。

[3] Takayuki Shimaoka, Dr. Eng , Unsaturated Moisture Flow in the Layered Structure Composed of MSW Bottom Ash , 2004 International Workshop on Water Movement and Reactive Transport Modeling in Roads [4] Ole Hjelmar、Jesper Holm,Unsaturated

Moisture Flow in the Layered Structure Composed of MSW Bottom Ash,2004 International Workshop on Water Movement and Reactive Transport Modeling in Roads

[5] David Gress, Xishun Zhang, Scott Tarr, Ingrid Pazienza, and Taylor Eighmy,

“Physical and Environmental Properties of Asphalt-Amended Bottom Ash,”

Transportation Research Record No.

1345, Washington, D. C., 1992.

[6] Chin-Ming Huang, Chui-Te Chiu, Kung-Cheh Li, and Wan-Fa Yang,

“Physical and Environmental Properties of Asphalt Mixtures Containing Incinerator Bottom Ash,” Journal of Hazardous Materials, Vol. 137, Issue 3, page 1742~1749, 11 October 2006.

[7] Chui-Te Chiu, Tseng-Hsing Hsu, and Wan-Fa Yang, “Life Cycle Assessment on Using Recycled Materials for Rehabilitating Asphalt Pavements,”

Resources, Conservation and Recycling, In Press, Corrected Proof, available online 20 August 2007 .

[8] Chui-Te Chiu, “Use of Ground Tire Rubber in Asphalt Pavements: Field Trial and Evaluation in Taiwan,“ Resources, Conservation and Recycling, In Press, Corrected Proof, available online 2 August 2007.

[9] 薛毓瀚,含垃圾焚化底渣瀝青混凝土生 物毒性之研究,中華大學碩士論文,中 華民國九十六年七月。

[10] 余俊奇,應用生物毒性試驗法檢測再

生鋪面材料環境性質之研究,中華大學 碩士論文,中華民國九十六年七月。

(7)

表1 本研究八種材料24小時批次溶出液之各項實驗數據表

實驗項目

一般瀝 青混凝

焚化底

25%焚化 底渣瀝 青混凝

50%焚化 底渣瀝 青混凝

廢玻璃

廢玻璃 砂瀝青 混凝土

廢輪胎 橡膠粉

橡膠瀝 青混凝

pH 7.74 11.04 9.25 9.75 9.53 8.83 6.94 8.58 溶氧量

(mg/L) 8.32 8.14 8.38 8.63 7.66 7.14 7.48 7.73 導電度

(ms/cm) 0.11 8.63 1.14 2.98 0.62 0.11 0.27 0.11

重金屬濃 度(mg/L)

銅:ND 鉛:ND 鉻:0.124

錳:ND 鎳:0.026 鎘:0.008 鋅:ND

銅:2.167 鉛:ND 鉻:0.114 錳:0.006 鎳:0.035 鎘:0.015 鋅:0.032

銅:0.058 鉛:ND 鉻:0.081 錳:0.008 鎳:0.043 鎘:0.007 鋅:ND

銅:0.185 鉛:ND 鉻:0.096 錳:0.007 鎳:0.058 鎘:0.009 鋅:0.009

銅:0.185 鉛:1.361 鉻:0.211 錳:0.018 鎳:1.526 鎘:0.028 鋅:0.142

銅:0.012 鉛:0.093 鉻:0.102 錳:0.025 鎳:0.026 鎘:0.006 鋅:0.017

銅:0.034 鉛:0.037 鉻:0.188 錳:0.109 鎳:0.067 鎘:0.005

鋅:

50.417

銅:ND 鉛:0.048 鉻:0.102 錳:0.038 鎳:0.022 鎘:0.005 鋅:0.039 藻類生物

毒性 EC50(%)

NTE 7.10 65.34 44.81 92.39 NTE 3.79 NTE 水蚤生物

毒性 LC50(%)

NTE 1.10 6.21 2.11 87.82 NTE 0.81 NTE NTE:No toxic effect

ND:濃度低於偵測極限

重金屬濃度檢測:原子吸收光譜儀

藻類生物毒性試驗:24小時靜水慢毒性試驗 水蚤生物毒性試驗:48小時靜水急毒性試驗

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出席國際學術會議心得報告

計畫編號 NSC95-2221-E-216-047

計畫名稱 以生物毒性試驗法檢測鋪面再生材料之環境相容性研究 出國人員姓名

服務機關及職稱 邱垂德,中華大學土木與工程資訊學系副教授 會議時間地點 2006年10月24至27日,Palm Spring, California

會議名稱 Asphalt Rubber 2006

發表論文題目 Taiwan’s Experience on Asphalt Rubber Pavement 一、參加會議經過

本人於24日傍晚到達會議場地Doral Desert Princess Resort,並完成住宿登入及研討會註 冊,領取資料,並於晚間七時,參加大會於泳池邊舉辦的Reception Party,在輕鬆的氣氛下 與包括大陸參與代表、印度代表、及美國本土尤其是加州Caltran及亞利桑納州ADOT的工 程人員,及內華達州立大學的教授閒聯交換心得;該Reception Party在晚間九時結束,為本 研討論揭開序幕。

25日上午由大會主席Dr. Jorge Sousa說明廢輪胎橡膠瀝青在世界各個不同國家與地區的 應用狀況,及自2000年在葡萄牙(Portugal)舉辦第一屆國際研討會、2003年在巴西(Brazil)第 二屆,到現在在加州的AR2006以來的主要進展,並寄望未來在低噪音鋪面及耐久性鋪面上 的遠景。Rubber Pavement Association的主席Dr. Cliff Ashcroft亦說明這三年來在中國大陸的 進展,尤其是金邦公司的努力,三年後的AR2009很可能在中國大陸上海召開;代表加州運 輸部(Caltran)的Dr. Shakir Shatnawi亦概要說明Caltran在廢輪胎橡膠瀝青的研究與應用方向;

代表州長出席的Miss Margo Reid Brown則說明Arnold州長於去年(2005)簽署的AB338 (Assembly Bill 338),要求加州運輸部門使用廢輪胎橡膠瀝青材料佔總瀝青材料數量的百分 比,要從目前的20%,在2013年時提高到35%;代表FHWA的Jason Dietz則說明聯邦政府 的支持立場,並發表對橡膠瀝青正面成效的相關研究數據;代表美國環保署的Tab Tesnau則 重申廢輪胎橡膠瀝青的環保與工程雙贏意義,且又更寄望採用後的其它諸如噪音及都市熱島 效應的舒緩效果。總計本次研討會的參加人數共約320人,分別來自20個不同的國家,主會 場並懸掛參與會議之各國國旗,如圖1所示,並闢有15個廠商產品展示攤位,主要展示產品 為工程顧問服務、廢輪胎切割研磨機具、及橡膠瀝青拌合設備。

(9)

會議主場地懸掛參與各國國旗 報告人在會場留影

中場休息時段提供茶點 會場共有15個場商展示攤位

25日下午開始進行兩天半的研討,分為兩個群體及場地進行研討,內容如表一所示,本 人參加學術研討場地,另一場地為廢輪胎橡膠瀝青的工法推動實務訓練。

表1、AR2006研討會的主要議程表

時間 學術研討組議程 工程實務組議程

25日上午 本研討會主題報告及官方策略介紹

25日13:00~15:00 廢輪胎專題論文發表一 廢輪胎橡膠市場狀況介紹

25日15:30~17:30 廢輪胎專題論文發表二 廢輪胎處理流程

25日17:30~19:00 海報論文發表

26日8:30~10:00 橡膠瀝青混合物性質論文發表一 廢輪胎橡膠瀝青之拌製及品質保

證系統

26日10:30~12:00 試驗路面成效及環境影響論文發表 污染排放控制及再生

26日13:00~15:00 鋪面設計與成效設計論文發表 工程績效介紹一

26日15:30~17:30 橡膠瀝青性質研究論文發表一 工程績效介紹二

26日19:00~21:00 大會晚宴

27日8:30~10:00 加鋪翻修與噪音降低論文發表

27日10:30~12:00 橡膠瀝青混合物性質論文發表

27日13:00~15:00 橡膠瀝青性質研究論文發表二

27日15:30~17:30 橡膠瀝青性質研究論文發表三

及閉幕

工地參訪:

砂石軋製 瀝青拌合廠

廢輪胎橡膠瀝青的鋪築工地

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本人發表的論文屬於試鋪路面成效,被安排在26日上午10:30至12:00的場次發表,該 場次共有三篇論文,每篇論文30分鐘,發表時間20分鐘,詢答時間10分,本人利用約20 分鐘介紹我國橡膠瀝青的研究及試鋪路面的成效與經驗,尤其是自製的拌合設備,在大會上 獲得不少參與者的贊揚,許多其它國家的研究人員,也對於我們順利由亞利桑納州引進廢輪 胎橡膠瀝青感到興奮。圖2為本人發表論文的照片,會後並與大會主辦人Dr. Jorge Sousa合 影。

報告人在大會發表論文之照片 報告人與主辦人Dr. Jorge Sousa合影

本次大會的學術研討組共發表34篇廢輪胎橡膠瀝青論文,除了傳統的橡膠瀝青性質的研 究外,已有愈來愈多長時間的試驗路面成效數據,美國以外的瑞典、英國、葡萄牙、巴西、

及哥倫比亞也都有許多試驗室的數據,顯示廢輪胎橡膠瀝青因增加了彈性而有成效較佳的理 論基礎。走在較前端的亞利桑納州,除了有長期的成效紀錄且市場相當成熟外,最近年則開 始將橡膠瀝青應用在剛性鋪面的維修上,並意外發現了兩項重要的利多,其一為可能可以降 低都市熱島效應,其二則為有效地降低輪胎噪音,針對這兩項額外好處的研究,目前則委託 亞利桑納大學積極研究中,預計幾年後將有更多的數據來驗證。

本次大會安排許多研究人員間交流的機會,除了發表論文時,以10分鐘時間進行詢答,

以達到研討的目的外,若將開幕前一天的活動計入,長達四天三夜的研討會,除了午餐採自 助式外,每個晚上都有不同的交誼活動,許多參與研討會的學者專家,也都相當習慣這種邊 開會邊聯宜的方式,在輕鬆的氣氛中除了增進專業研究經驗交換外,也透過不同活動的互動 而增進了彼此的情宜,對未來的研究工作及專業領域,提供相當好的再出發潛力。圖3為報 告人與幾位重要研究夥伴的合影,未來將有視情況與他們合作。

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中:ADOTGeorge Way, 右:NDOTDr. Pan 左:WRIDr. Huang, 中:U of Wiscon. Prof.

Dahia

二、與會心得

本人自1994年回國任教,一直從事瀝青材料方面研究,鮮有機會參與國際性的研討會,

本次有幸獲國科會及中華大學的補助,發表本人最近四年來的研究成果,除了上臺前的緊張 外,由於有充份的練習,且論文的程度還算適當,整體而言自已相當滿意,對未來將研究成 果大膽地向國際上發表,建立了相當高的自信心。

本次研討會有相當多的研討時間,報告人感受到美國工程界的活力,大部份的研討都相 當實務,尤其是問問題的大都是產業界及顧問公司,詢問的問題也都相當務實,感受到研討 的效果,對照國內的研討會時常淪為學生論文發表的場合,而且大部份參與人沒有討論的興 趣,工程界面對學術界的論文,似乎沒有討論的興趣,學術界也常出現不務實的論文而又不 自知,應是身為教育界的我們必需加強努力推動的方向。在未來的研究領域方向,則認為以 廢輪胎橡膠瀝青做為摩擦層方面,有必要在國內更廣泛地加以研究,國內高速公路都設計有 OGFC,這層材料在最近幾年也都有嚐試採用改質瀝青的試鋪案,但一直沒有採用廢輪胎橡 膠瀝青的案例,應趁此機會,再次地以噪音及環保二大誘因,爭取高速公路局支助廢輪胎橡 膠瀝青開放級配摩擦層的研究,方法上由於本校已有相當經驗,應可在適當的實驗室評估後,

直接進行試鋪,並針對排水效率和噪音進行實地量測及驗證。

由於廢輪胎橡膠瀝青的施工溫度較高,能源消耗較大,雖然Dr. Jorge Sousa的相關論文 以成效較佳及有效應用廢輪胎為基礎,認為整體的能源節省相當可觀,但若能以適當的方式 降低廢輪胎橡膠瀝青的拌合和施工溫度,將可使應用更為普遍;在這個研究主題上,美國聯 邦州公路局最近推行的溫拌瀝青(Warm Mix Asphalt)或可提供參考,也許可以在添加適當的藥 劑下,調降橡膠瀝青的施工溫度。

亞利桑納州公路局針對其剛性路面進行的「靜音鋪面(Quiet Pavement Pilot Program)」也 可供國內高速公路局參考;在二高全線通車後,時有針對北、中、南三段剛性路面的噪音較 大的抱怨,也許學習亞利桑納州公路局,用廢輪胎橡膠瀝青薄層加鋪,可以有意想不到的噪 音降低效果。

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最後是大會的後難能力相當強,也許是註冊費高的原因,使參加研討會的人有相當舒適 的研討環境,茶水點心、音效控制、活動進行、及會場詢問與服務,足可做為本人未來主辦 相關研討會之參考。

三、建議

本次活動報告人自認收穫很大,對未來教學及研究方向有相當大的幫助,以自身的經驗 認為這種國際性的研討會,從事專業研究的大學教授應多多參與。對於國內廢輪胎橡膠瀝青 之推廣,則經由本次參與研討會的心得,有下列四點建議:

1、加強進行廢輪胎橡膠瀝青應用於開放級配摩擦層的研究,特別專注在骨材粒形不良時 的配比設計修正,並嚐試說服高速公路局進行試鋪。

2、進行橡膠瀝青開放級配之噪音降低效果研究。

3、進行降低橡膠瀝青施工溫度的相關研究。

4、由環保署以能源使用的觀點,仿照美國加州的方式,與交通部溝通,並訂定合理的以 整體環境利益為考量的強制使用廢輪胎橡膠瀝青鋪面條款。

四、攜回資料名稱及內容

本次研討會的論文集:Proceedings Asphalt Rubber 2006,由Jorge B. Sousa主編,963頁,內 含49篇與廢輪胎橡膠瀝青相關的論文。

參考文獻

相關文件

者或出版社、參考頁數,網頁請列網址或其他)。 六、後續研究過程中,應詳細記錄各項研究成果或實驗數據,並製作研究日誌。 七、在研究過程中如遇困難,可請班級任課教師或學校予以指導及協助。 陸、展覽科別(自然):生物、物理、化學、地球科學、生活與應用科學 柒、作品送展 一、研究計畫可於武中論壇公告欄下載,檔名為﹝109 校內科展書面報告(自 然)﹞,最晚請於