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 美國輪胎製造商協會提出廢輪胎橡膠改質瀝青知識現況報告

譯自： STATE OF KNOWLEDGE REPORT ON RUBBER MODIFIED ASPHALT

「廢輪胎橡膠改質瀝青可否既協助處理廢輪胎資源問題又提昇鋪面成效與永續，進而可用有限的經費鋪更多道路?」答案是肯定的，廢輪胎橡膠改質瀝青是當前重建美國公路的永續方案，同時也是廢輪胎循環經濟的重要市場。



美國輪胎製造商協會(USTMA)委託密蘇里大學的運輸創意中心，結合非營利的永續運輸創意創新技術平台(The Ray)於2021年7月23日的網路研討會(Webinar)發表「廢輪胎橡膠改質瀝青的知識現況(State of Knowledge)報告」由該計畫主持人Buttlar教授回答關鍵問題「廢輪胎橡膠改質瀝青可否既協助處理廢輪胎資源問題又提昇鋪面成效與永續，進而可用有限的經費鋪更多道路?」根據該報告說明答案是肯定的，廢輪胎橡膠改質瀝青是當前重建美國公路的永續方案，同時也是廢輪胎循環經濟的重要市場。建議進行更多的研究以確保該項技術對環境衝擊和效益的更深入廣泛的瞭解。



執行摘要

美國年產近3億條廢輪胎； 將廢輪胎切割磨粉造粒獲得的橡膠粉粒有多種物質再利用方式，其中效益最高的方式是做為鋪路瀝青的改質劑，用於生產橡膠改質瀝青(Rubber Modified Asphalt, RMA)與適當的粒料拌合後鋪在公路路面上。 自1960年代開始，RMA 就已在美國路面工程界使用，儘管成效良好，但一直未擴大被市場廣泛應用。因此，關於 RMA 的關鍵問題是「廢輪胎橡膠改質瀝青可否既協助處理廢輪胎資源問題又提昇鋪面成效與永續，進而可用有限的經費鋪更多道路?」（關於美國的廢輪胎資源概況可參「美國製胎協會公布的廢輪胎回收再利用數據」）

美國製胎協會(USTMA)委託密蘇里大學的運輸創意中心結合非營利的永續運輸創意創新技術平台(The Ray)於2021年7月23日的網路研討會(Webinar)發表「廢輪胎橡膠改質瀝青的知識現況(State of Knowledge, SOK)報告」對 RMA進行廣泛的文獻整理，包括歷史發展和使用、生產製程方式、實際路面使用成效、經濟性、安全性、舒適度、環境影響和永續性，同時評估疑難議題、欠缺處和推廣障礙，也提出對RMA未來研究和投資的建議。

該研究整理回溯至1960年代RMA發展初期以來發表過的共311 篇學術文章和研究報告，並對 26 個美國州公路機構進行訪問調查，以確認知識欠缺處和推廣採用 RMA 的主要障礙點。 總結說明 RMA 對路面成效、經濟性和永續性的影響如下：

  1. 路面成效優勢：橡膠改質瀝青經證實可防止路面過早出現車轍和開裂而延長路面壽命，另外，還發現 RMA 可以降低鋪面噪音，並提高平坦度和安全性。
  2. 經濟成本：RMA 已被證明是一種具有成本效益的選擇，因為它可以增加路面的使用壽命並減少和/或延遲路面維修的需求，以生命週期成本分析技術進行評估具有顯著的成本節約。
  3. 環境效益：使用 RMA 可減少 CO2 排放並降低路面整個生命週期內的能源消耗，此外，由於 RMA 路面較硬且鋪得更平，可減少輪胎磨損產出微粒，也改善路面逕流的水質。

疑難議題和欠缺處：依該研究確認了以下一般知識欠缺處：

  1. 大多數州級公路機構和瀝青承包商對現代RMA產品幾乎沒有經驗，對RMA的新性能趨勢、經濟性和永續性的了解也很有限。 美國正需要全面努力為公路機構和承包商提供最新的技術數據、最佳實務和範式，應更積極地在示範路面中部署 RMA以做為提昇路面成效、延長路面壽年、及增進路面維護管理永續和經濟解決方案，且若要克服當前路面工程界採用RMA的慣性障礙，可能還要有激勵措施才行得通。
  2. 目前先進的瀝青黏結料和混合料的性能測試及相關規範，例如超級鋪面設計法，大都是在沒有考慮 RMA 的情況下開發製定的，因此，有必要對RMA材料和施工方法專門制定相關規範。
  3. 大部份公路機構的現行路面設計工具不容易將RMA正確地納入現有路面層類型中，需要進一步研究以適切地在現有路面設計軟體工具中反映 RMA 特性和特徵，用於新路面和翻修加鋪路面設計中。
  4. 除了溼式製程RMA有較多的資訊供LCA評估採用外，其它RMA工法欠缺使用期間的數據，因此，RMA的LCA研究尚待擴展，以促進對 RMA 材料進行更準確的後續 LCA 計算，便於決策者能夠正確評估在其公路網中最佳利用 RMA 的位置。
  5. 現行與量化生態毒性相關的影響類別的 LCA 模型尚不完善；隨著最近RMA產生微粒的問題及其對水生生物的影響越來越受到關注，是路面工程界提出並製定RMA相關「環境產品宣告(Environmental Product Declarations, EPD)」的最好時機；EPD 將產品的環境影響量化，並將傳至最終用戶的過程標準化。
  6. 需要對RMA 路面的降噪與抗滑等功能性進行更嚴謹的量化；這種屬於路面功能性的評估，在未來全面LCA中列成社會性元素，會有國家級的整合探究。
總之，RMA 是一種經過充分探究的材料，在路面耐久性、經濟性和環境永續性方面提供經過實證顯著的好處。 本報告的調查結果和建議有助於促進美國及其他地區 RMA 使用的快速增長。 隨著美國高速公路和機場路面等基礎設施在未來幾年將進行重建和現代化，擴大採用經過驗證的成熟RMA技術，將在提高美國高速公路和機場路面基礎設施的永續性方面發揮關鍵作用。

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