爐石材料使用於瀝青混凝土問題探討

前言

「爐石」(Slag,部份文獻譯為爐渣或爐碴)為煉鋼作業中所必然產生之副產品,另外,在煉鋼各階段不同之處理程序中,爐石尚可分為氣冷高爐石、水淬高爐石、脫硫爐石、轉爐石、還原電弧爐石以及氧化電弧爐石等6大類型【1】,且各類型之性質可謂南轅北轍。

筆者有幸,自中華民國80年起,即參與各類型爐石之研究計畫、行政院公共工程委員會施工綱要規範編撰及說明會議以及CNS規範起草暨審查等工作,得以蒐集並掌握較為完整文獻資料與獲致深刻之實務經驗,深知不同的爐石材料,皆必須因事、因地制宜地分別訂定使用策略或特定條款,方能達到物盡其用之終極目標。

近二十餘年來,不論業界或筆者,均已發表過許多有關爐石材料應用於土木工程各類標的物之論文。有鑒於此,本文擬僅針對爐石材料使用於瀝青混凝土之問題予以說明及探討。祈盼有助於釐清近年來少數從業人員錯誤認知爐石材料之困擾,並企望能保障瀝青混凝土鋪面應有之施工品質。

現況說明

近年來,許多單位惡意胡亂拋棄各類爐石材料,除了造成環境污染之外,亦衍生頗多後遺症。

連帶地,這使得爐石材料究竟應該如何妥善利用之問題,再度浮上枱面。追根究底,前述被胡亂拋棄之各類爐石材料中,總是掺雜著各式各樣的其他廢棄物、有機質材料或是尚未養護妥當等等因素,致使爐石材料平白無故地蒙受不白之冤。

另由參考文獻(1)(2)(3)(4)等資料亦可瞭解,爐石材料只須經過適當之處理,即可廣泛應用於各類型土木工程。職是之故,筆者認為應當特別撰文再予以澄清混淆之視聽,以及導正爐石材料一再地被誤解及誤用之現象。

另外一方面,自1997年迄今,台灣地區之瀝青混凝土鋪面表層雖隨處可見所謂的爐石銹斑現象,大部份工程均可順利驗收及啟用,且成效顯著良好。惟自2013年起,此類狀況之頻率具明顯驟增之事實,致使部份從業人員憂心忡忡,公務機關之承辦人甚至於藉以阻撓驗收作業或擬採用扣罰款方式處理,或多或少衍生許多爭端與不必要之困擾。

本文擬依據法規條款、CNS規範、設計準則、施工規範以及實務效益等各層面問題與規定分別做深入淺出且扼要性之說明,殷盼此類疑義能儘速弭平之。

法規規定

中華民國行政院環境保護署業於20061214日以「環署廢棄物字第0950098458C號令」修正發布『事業廢棄物貯存清除處理方法及設施標準』【5】之法規,至於其源起,則可追溯至198958日該署以「(78)環署法字第09906號令」所訂定發布之法規。

依參考文獻(4)各研究報告所述,爐石材料均符合行政院環境保護署相關之規定,不具重金屬溶出毒性及腐蝕性等有害特性。

筆者於20039月承辦一為期3年之轉爐石試鋪路段績效研究案,期間進行多次的重金屬溶出試驗(TCLP),亦皆百分之百符合法規之規定。

CNS規定

CNS 153106】乃為規定「瀝青鋪面混合料用鋼爐粒料」之試驗規範,其中業已明確指出:『可使用於瀝青混凝土鋪面混合料之爐石種類包含轉爐石、電弧爐氧化碴及電弧爐還原碴等3大類。』

CNS 15310試驗規範中,特別規定:「鋼爐碴須符合經濟部最新公告“經濟部事業廢棄物再利用種類及管理方式”【7】相關再利用種類之規定。當瀝青混合料中之粗粒料100%為鋼爐碴時,此混合料中之鋼爐碴細粒料用量應予限制。」此段敘述顯示CNS 15310允許瀝青混合料100%採用爐石材料。但針對爐石銹斑之現象則並無限制性條文或是零檢出之規定。

設計準則規定

中華鋪面工程學會業於201012月出版「轉爐石應用於瀝青混凝土鋪面使用手冊」【8】乙書,由該使用手冊得知:爐石材料使用於瀝青混凝土中之成效,亦屬正面且肯定之評價,其顯著之效益,除可降低瀝青膠泥使用量及爐石比重(2.7~3.6kg/m3)較大之外,尚可同時增加瀝青混凝土之穩定值、耐久性並提高抵抗車轍損壞之能力。同時,參考文獻(8)係為中華鋪面工程學會正式出具之使用手冊,等同於參考準則或規範之位階。

另參考文獻(4)(9)(10),亦針對旨揭議題提供與參考文獻(8)相同之評論內容。建議有興趣之讀者可進一步比對之。

參考文獻(4)(8)(9)(10)亦均未提及爐石銹斑現象之限制性條文或是零檢出之規定。

施工規範規定

中華民國行政院公共工程委員會施工綱要規範第02742章:瀝青混凝土鋪面【11】中,允許使用再生粒料,並須同時符合「經濟部事業廢棄物再利用管理辦法」【12】、「經濟部再生利用之再生資源項目及規範」【13】及「內政部營建事業廢棄物再利用種類及管理方式」【14】等3項法規。以上3種法規皆明白揭示:『爐石材料屬於再利用或再生資源允許使用之營建材料。』配合參考文獻(11)之條款,等同瀝青混凝土鋪面允許使用爐石材料。

參考文獻(11)~(14)中亦均未提及爐石銹斑現象之限制性條文或是零檢出之規定。

實務效益

筆者為確實了解現階段瀝青混凝土面層使用爐石材料之狀況,經過長時間之觀察與記錄,爐石銹斑現象摘錄如下。

  1.1997年起,高雄市各地區道路及小港機場剛性鋪面上加鋪瀝青混凝土工程,皆可見普遍使用爐石之情形。其中,尤以小港機場剛性鋪面上加鋪瀝青混凝土之工程備受重視,雖然可見爐石銹斑現象,但是,其抵抗飛機滑行所可能產生車轍損壞之正面效益亦最為明顯。

 2.嘉義高鐵站附近快速道路,於201421日時,明顯可見爐石銹斑散佈於瀝青混凝土表面各處。

 3.『台北市社子島基隆河側自行車道串連工程』參加中華民國103年台北市卓越獎之初評選拔,於201405月上旬現場查勘結果,明顯可見瀝青混凝土表面具備爐石銹斑之情形。

 4.台北市濱江街3號,屬於台北市政府水利處之抽水站總管理中心之環場道路,頃於近年內新鋪之瀝青混凝土表面,於20145月中旬時,亦明顯可見爐石銹斑之情形。

 5.台北市萬安街44巷鋪設瀝青混凝土之現況,於20147月時,亦明顯可見爐石銹斑之情形。

 6.台中市台21甲線之環日月潭道路1k+000處,於2014728日時,瀝青混凝土表面可見明顯之爐石銹斑。

  7.台南市歸仁八路為台南高鐵站環場道路之一,於201491日時,瀝青混凝土表面幾乎全被爐石銹斑『淹沒』。

 8.新北市板橋區之民權路與興隆市場內之瀝青混凝土表面,於20149月中旬時,皆明顯可見爐石銹斑之情形。

 9.台北市廈門街34巷口附近之瀝青混凝土表面,於2014918日時,明顯可見爐石銹斑。

 10.台北市康寧路三段7550號旁停車場出入口處之瀝青混凝土表面,於2014919日時,明顯可見爐石銹斑。

結論暨建議事項

 1.衡諸眾多參考文獻之條款或敘述,皆未予以限制瀝青混凝土混合料不得使用爐石材料,而參考文獻(6)(8)(11)(12)(13)(14)均更再進一步明確規定:『允許瀝青混凝土鋪面使用再生粒料,而爐石材料屬於再生粒料種類之一。』

 2.爐石材料使用於瀝青混凝土混合料中,其正面效益頗多,更有甫完工之工程得以獲選103年度入圍台北市卓越獎評選之優異表現,配合現階段施工規範、設計準則、CNS及法規等文件亦均無明確排除爐石使用以及限制銹斑或零檢出之條文規定,故純粹站在技術專業之角度與立場而言,工程界應允許爐石材料使用於瀝青混凝土混合料中。至於銹斑之現象,基於目前尚無明確之限制性條文予以規範之,故筆者建議各從業人員不宜逕自將其認定為損壞之狀況或視為施工瑕疵。當然亦不應對施工單位進行懲罰性之扣付款項或予以行政類之處罰。

 3.若施工單位迭遭處罰,筆者亦建議施工單位應尋求第三公正單位辦理工程鑑定工作,並循仲裁或調解之途徑合理解決之。

參考文獻

 1.房性中(2011319日)。爐渣問題面面觀。臺灣省土木技師公會,技師報,第745期。

 2.房性中(200507月)。煉鋼爐石於土木工程之現況與應用。現代營建,第307期。

 3.房性中(20070303日)。常用施工規範對於02726章有關爐碴使用之疑義說明。臺灣省土木技師公會,技師報,第534期。

 4.中華環安衛科技協會(2006)。95年轉爐石工程材料應用研討會。臺北市。

 5.中華民國行政院環境保護署(19892006)。事業廢棄物貯存清除處理方法及設施標準

 6.CNS 153102010)。瀝青鋪面混合料用鋼爐粒料

 7.中華民國經濟部(2011)。經濟部事業廢棄物再利用種類及管理方式

 8.中華鋪面工程學會(2010)。轉爐石應用於瀝青混凝土鋪面使用手冊

 9.林志棟(2002)。轉爐石於道路工程之推廣及應用簡報資料

 10.黃隆昇、林登峰、林平全、許伯良(2010)。評估煉鋼爐石應用於瀝青混凝土之性質及現場鋪設成效

 11.中華民國行政院公共工程委員會施工綱要規範(2013)。02742章:瀝青混凝土鋪面,第V9.0

 12.中華民國經濟部(2014)。經濟部事業廢棄物再利用管理辦法

 13.中華民國經濟部(2014)。經濟部再生利用之再生資源項目及規範

 14中華民國內政部(2013)。營建事業廢棄物再利用種類及管理方式

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