中華民國107年3月 Mar. 2018

環保再利用-國道新材料轉爐石瀝青混凝土鋪面

高公局中分局王祐瑋/撰稿及圖片提供

壹、概述
  據文獻瞭解中鋼及中龍之轉爐石年產量約為120萬公噸,雖由中鋼、中龍產出的轉爐石為具有環保標章及綠建材標章等認證的綠色資源產品,因去化受限應用上遠遠少於生產量。中鋼為解決轉爐石資源化問題,近年來配合學術單位及相關公部門進行轉爐石應用於瀝青混凝土路面,其成效初部已受公共工程會認可。
  轉爐石過往運用於公共工程以負面居多,主要為將轉爐石作為路基材料使用,因其材料特性造成不少工程品質問題,近年在中鋼相關企業及學術單位努力,結合轉爐石其材料特性及瀝青混凝土特性,成功與多條道路進行鋪設,並達成預期效果。除解決轉爐石去化問題,也達到循環利用,並開轉爐石多元再利用的方式之一。

貳、路段規劃
  106年度配合公共工程會及交通部政策,於國道主線進行轉爐石瀝青混凝土鋪設,依其分配本處苗栗工務段須使用配額5,000噸轉爐石瀝青混凝土工程推動,選訂國道4號西向神岡段進行長約4km、寬3.75m及深10cm鋪設,預計共使用約轉爐石3000噸。圖1

圖1、轉爐石路段工程區位圖
圖1、轉爐石路段工程區位圖

參、施工概況

一、瀝青混凝土產製
(一) 本次使用配比以粗粒料(#6,#3,#2)取代轉爐石方式處理,轉爐石由高雄中聯公司免費提供,並與天然砂、水泥及改質3型瀝青膠泥送至中興大學進行配比設計。
(二) 廠內產製:製成與傳統AC相同,無需調整設備或變更設備,惟需與中聯公司密切保持聯續,避免施工過程中斷料。
本次瀝青廠(財石瀝青廠)
本次瀝青廠(財石瀝青廠)
(三) 廠拌:依配比設計結果進行廠拌驗正,確保瀝青廠有能力生產轉爐石瀝青混凝土。106年10月23~24日進行第1次廠拌,因相關數據無法符合規範而失敗,106年11月12~13日進行第2次廠拌,廠拌過程中選用含油量4.2、4.4及4.6三種進行各項試驗比對,以4.4含油量符合要求。配比曲線及廠拌曲線對照如圖2、廠拌4.4各試驗數據如圖3,廠拌各照片如圖4。
圖2  配比曲線及廠拌曲線
圖2 配比曲線及廠拌曲線
圖3 各試驗數據
圖3 各試驗數據
圖4-廠拌照片
圖4-廠拌照片
(四) 試鋪:為瞭解轉爐石施工等性質,進行試鋪如圖5,結論以三輪壓路機2趟及膠輪壓路機3趟,可得規範之壓實度。
圖5-進行試鋪驗證
圖5-進行試鋪驗證
(五) 現場鋪築:在廠拌與試鋪驗證後正式進場鋪設,於106年12月23日完成國道4號W9k+819~7k+290及6k+090~4k+026轉爐石瀝青混凝土之鋪築,總計價噸數:4,975.38T,106年12月24日完成OGAC(非轉爐石)。
鋪築
鋪築
滾壓
滾壓
W8K+950 轉爐石完成面
W8K+950 轉爐石完成面
W8K+950 轉爐石完成面近照
W8K+950 轉爐石完成面近照
(六) 成效監測:針對轉爐石瀝青混凝土成效評估,分別進行路面平坦度、抗滑、車轍調查、Clegg衝擊試驗、鑽心試體回彈模數試驗。目前施工當不足2個月,施工前後數據如表1,相關成效仍待長時間之驗正。
▼ 表-1
表-1

肆、結論
  轉爐石材料以瀝青混凝土而言,其基本材料性質均優於天然粒料,對結構強度而言應能增強瀝青混凝土之耐久,惟單位重大、部分含鐵量高及保溫性高特性,增加瀝青混凝土品質控制難度,路面工程師施工前應要充份瞭解,才能夠避免失敗。另轉爐石為管制材料,刨除後再生粒料如何在利用、如何管制,目前均尚末有明顯有效辦法,此部份仍待相關單位構思解決方式。
  社會急速的發展,對道路衝擊越來越大,耐久性強度要求越來越高,高強度材料加入是必須的,轉爐石材料基本性質應能滿足要求,期許能為地球環保盡一份心力,亦能解決道路工程司對高強度材料渴望。