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自联合国在1987年第42届大会上提出「永续发展(Sustainable Development)」的理念后，各先进国家莫不致力于将废弃物进行资源化处理，除了持续以往环保团体主张的减量(Reduction)和重复使用(Reuse)外，并积极地构筑循环利用(Recycling)和回收利用(Recovery)体系，以此所谓的「4R观念」来努力促成永续发展的目标。
为彻底解决国内营建资源不足的问题，行政院公共工程委员会(简称工程会)于1996年起，积极进行燃煤飞灰及路面刨除料再利用于公共工程之实务性研究，并根据研究的结果，于1999年2月、5月、及8月分别发布「各机关办理沥青混凝土再生利用暂行作业要点」、「公共工程飞灰混凝土使用手册」、及「公共工程使用飞灰混凝土作业要点」，正式开启国内工程界使用工业副产物或废弃物的新页；紧接着在921大地震后，工程会委托财团法人台湾营建研究院进行「营建资源利用于公共工程之研究」，预定于今年完成对旧混凝土、废玻璃、及废轮胎等营建资源于公共工程上的试用，并将依研究结果拟定暂行技术规范、运作体系与机制，并视需要修改相关法令，以促进营建资源的永续使用。
本文作者实际参与工程会路面刨除料再利用及最近的营建资源再利用案，针对公路工程使用材料数量庞大且质量要求的妥协性较一般工程材料高，故常被考虑要求协同解决工程与工业废弃物的问题，特别引用并整理美国近年来在公路工程上推动使用工业副产物的相关文献，提供国内公路工程界参考，并具体建议国内各相关单位除了应同时考虑工程经费是否因而提高、对施工人员有无潜在危害、及对环境有否任何不当的冲击外，更应在不牺牲公路工程质量的先决条件下，积极应用这些副产物衍生的新材料，也应加强本土性研究发展工作，确实营造一个永续的公路环境。
一、固体废弃物的组成与可回收性
固体废弃物主要来源于人类的生产和消费活动，被丢弃的固体和泥状物质，包括从废水、废气中分离出来的固体颗粒，简称为废物。所谓废物只是相对在某一过程或在某一方面没有使用价值，并非在一切过程或一切方面都没有使用价值，也就是说，某一过程的废物，往往是另一过程的原料，所以废弃物又有「放在错误地点的原料」之称。
较常被使用的固体废物分类方法，有依危害状况分为有害废物和一般废物，若为便于管理，则通常依其来源分为农业废弃物、工业固体废物、矿业固体废物、和城市垃圾等四类[1]，如表1所示。
表1、固体废弃物的来源和主要组成物
资料来源：参考文献[1]
依据美国联邦公路总署(Federal Highway Administration，简称为FHWA)于1993年对国会所作的报告[2]，美国共约3亿人口每年约产生废物41亿公吨，折算成每人每年产生约14公吨废物，这些废物的来源如图1A所示，由图1A可知美国的废物中主要来自农业和矿业，至于工业和城市垃圾则合占总废物量的11%，折算成每人每年产生约1.5公吨工业和城市垃圾。依我国环保署提供的资料计算，1998年全年，台湾地区共约2千3百万人口，产生的废物超过3千700万公吨[3]，折算成每人每年约1.6公吨，至于废物的来源则如图1之B所示，由图1B可知台湾地区的废物主要来自工业，约占总废物量的49%，其次是来自农业的27%，和来自都市垃圾的24%，折算成每人每年产生约1.2公吨工业和城市垃圾。两相比较，则台湾地区因土地面积较狭，人口集中，工业和城市垃圾合占总废物量的73%，远大于美国的11%，适当的处理与资源化利用要求应比美国更迫切。
图1、美国与台湾地区产生之固体废弃物来源与数量对照
处理固体废弃物最古老的方法是堆存、填埋、和焚烧等消极的排弃措施，由于固体废物有的含有砂石、粘土、有的含有金属、有些则含有煤炭、油等能源，消极排弃不仅浪费资源，而且要支付大量的处置费用，像台湾这种土地面积较狭、人口密度较高的地区，则有固体废物与工农业生产争地的冲突发生，近二、三十年来，环境问题日益尖锐，资源日渐短缺，处置固体废弃物并积极地将其转化为可供人类利用的资源，已成为各相关领域推动永续发展的首要。
固体废弃物是一种资源，例如城市垃圾中含有大量有机物，经过分选和加工处理可作为煤的辅助燃料，也可经过高温分解制取人造燃料油，也可利用微生物的降解作用制取沼气和优质肥料。从固体废弃物中回收有用的金属材料、非金属材料和能源外，主要是可用于生产工程材料。二、公路工程应用废弃物的美日经验
公路工程使用的材料，除了数量相当庞大外，各种不同质量的材料，可以分别应用在不同的结构上，充份达到「容纳所有废物」的目的，例如土石料，质量高的可以作为沥青或水泥混凝土的骨材，次之者可以作为基底层材料，再差的则可以作为路堤填方材，而最差的烂泥则可以经稳定处理后作为路床材。欧洲国家如荷兰、丹麦，早在20至30年前，就已经将都市垃圾焚化底灰应用作为公路底层材料，甚至有将焚化底灰处理成一般建筑材料的技术，但因一般大众无法接受「住在垃圾底灰盖的房子内」而无法普遍应用[4]；最近几年，美国和日本已经开始研究将垃圾焚化底灰应用作为沥青混凝土的骨材，不再只是底层的材料而已。
美国拥有超过200万公顷的土地，对固体废弃物的填埋处理有较大的空间，早期对资源化工程材料的应用不若欧、日等国普遍，直到1991年通过的「地面各式运输系统模块间效率法案(Intermodal Surface Transportation Efficiency Act，简称为ISTEA)」规定美国运输部之FHWA必需配合环保署(Environment Protection Agency，简称为EPA)执行必要的研究和调查，在18个月内针对下列三项重点对国会提出报告[2]：
1、含沥青路面废料之再生沥青铺面的使用成效，及使用再生沥青铺面材料对人员健康的影响、对环境的可能冲击，和日后的可再回收性。
2、在公路上使用再生材料后，有多少经济效益？使用成效有否差异？对人员及环境是否有其它不当的影响？
3、调查美国各州对公路相关材料的再利用和处置的实务状况。
美国FHWA和EPA除了依要求于1993年提出对国会的报告外[2]，并针对将废轮胎应用于公路工程之处理技术、环境冲击、人员安全、和经济效益，出版完整的公路工程应用废轮胎实务合集[5]；至于其它废物和工业副产物之再利用，则另外出版公路工程应用废物及工业副产物实务合集[6]。
FHWA认为使用再生材料以维护自然环境，固然是工程师的天职，但毕竟维护公路工程的水平以提升服务质量，才是首要的重点，绝对不可因鼓励使用再生材料而降低公路的服务水平，遂于1995年起研究在公路铺面上使用固体废弃物的准则，这本于1997年出版的「于铺面构筑时使用废物和工业副产品材料的准则(User Guidelines for Waste and Byproduct Materialsin Pavement Construction，简称为铺面中使用副产物准则)」，主要提供铺面工程人员以下的三项信息[7]：
1、对可成功地应用于铺面构筑的各种固体废弃物，提供完整的来源和组成等信息并列出使用方法准则。
2、对没有使用经验的固体废弃物材料，提出用以决定是否适用于铺面应用的适当评估方法。
3、为促进将废弃物资源化应用于公路工程，确认并提出需要加强进行的研究主题。
再生材料可以多方面地应用在公路环境内，诸如铺面、公路护栏、路灯柱、标示漆、号志、及公路景观工程等，在铺面中使用副产物准则中，针对材料用量较大的沥青混凝土、水泥混凝土、粒质基底层、填方材、稳定处理底层、及流填料等六种应用上，共列出20种固体废弃物，理论上虽共可能有120种可能的应用组合，在针对所有这些可能的应用组合评估后，由于有些废弃物目前使用在某些应用上，有可能产生不良的影响，目前于该准则内只列出54种组合，如表2所示。
由最近FHWA对全美共50个州公路单位的询问调查[8]，对其中的16种废弃物，已有在使用的州公路单位数如图2所示。图2中左边的废弃物，如沥青路面回收料、燃煤飞灰、和废轮胎等，在应用于铺面工程上时，不但可以达到协助处理废物的目的，甚至有提升铺面服务质量的功能，使得美国本土50个州中有超过40个州，已经在铺面工程上应用这些废弃物；至于图2中右侧的废弃物，如转窑粉尘、废玻璃/陶瓷、废机油、及混合堆置的废物等，使用的州数不超过10个，则可能需要加强研究消除对铺面可能产生的不良影响，否则应该考虑应用于其它的领域中。
表2、美国FHWA「铺面中使用副产物准则」中列出的20种固体废弃物及其应用标的(打○之组合为以往有足够经验可依准则使用) 日本政府针对促进工程界之资源再利用，有所谓「资源再利用计划21」，以公元2000年为目标年，积极推动包括旧沥青、水泥路面、建设污泥、建设混合废弃物、建设发生土等，所谓「工程副产物」之回收再利用；依据日本建设省于1993年的统计资料[9]，各类建设副产物的再利用率如表3所示，表中显示沥青与混凝土有相当高的再利用率，建设发生木材及建设发生土的2000年目标再利用率，都将在60%以上，较难回收再利用的建设污泥，也将由回收率不及15%，逐步提高到35%。日本政府推动工程废弃物的回收再利用，不但相当积极，甚至可以说是相当有野心。
表3、日本建设副产物之再利用率(1993年，单位：%)[9]
注1)表中上段（）内数字为2,000年之目标值，中段为1993年实际值，下段中[]内为1991年之数值。
注2)建设污泥、建设混合废弃物之表中值为含减量化之百分率。
注3)建设发生木材之表中值指于工地搬出再使用的比率值(如木支撑、模版)。
注4)建设发生土之表中值主要乃指公共工程等产生者。
注5)所谓2000年目标值中，混凝土块、旧沥青混凝土必须符合再利用之相关质量规范。
三、在公路工程上应用副产物的原则
许多废弃物的应用，在观念上会要求使用人降低对产品的要求，例如再生纸的光泽与质感较差、再生玻璃容器的透明度不良、及再生轮胎的使用寿命较低等，这些市场型商品，可以经由对消费者实施的环保教育而提升对产品的接受度。但公路工程建设为一个国家的基础建设，质量的持续提升是整体经济发展的原动力，不可能为了采用再生产品而降低质量要求，所以，在公路工程上使用副产物的主要原则就是「至少要求与传统材料质量相同」，也就是「不可为达资源再生的目的而牺牲公路工程质量」。
事实上，只要采用的方法恰当，「使用废弃物」与「提升铺面工程质量」是可以同时达成的，最典型的例子是沥青路面回收料，美国路面工程界在1970年代末，就已经开始将沥青铺面再生利用，最常被各界询问的问题是「热拌沥青混凝土中可以添加多少废沥青混凝土？」，除了受废沥青混凝土的性质影响外，也受到生产设备的限制，有些设备可以使添加量达75%左右，但为了控制再生后的质量，一般会将添加量控制在25%附近[10]。
在再生工法不普遍的时代，美国许多州公路单位较少设计刨除后再加铺，大部份都是在原损坏的路面上直接加铺新的沥青混凝土，旧路面上的裂缝在通车一段时间后，逐渐在新铺面层上出现，这种称为反射裂缝的常见破坏型态，在发展再生沥青及改采刨除重铺后，已很少出现；除此以外，佛罗里达州公路局认为，由于采用再生沥青混凝土，控制沥青混凝土产品的铺筑后黏度，而筛检出不耐老化的沥青，遂使整体沥青混凝土的质量提升[11]。
最近由美国政府支助于新汉普夏大学(University of New Hampshire)成立的再生材料资源中心(Recycled Materials Resource Center，简称为RMRC)，提出再生材料应用于一般工程上的通用评估架构[12]，如图3所示，由图3可知针对选定的材料及其应用方式，首先必需确认是否有应用上的问题，或是认定必须进行评估的主题，对于在政策上有困难者，则应禁止使用，否则必须经材料改质或改变应用的方式；政策上不具困难度者，在确认评估主题后，则可进入评估的第一个阶段，即筛选，经由筛选后具有成功使用经验者，可以直接核准使用，无法符合规范规定者，则必须经材料改质或改变应用的方式，或是禁止使用，也就是回到图3的起点或是直接步入禁止使用的终点；对于没有使用经验者，则应进入第二个评估阶段，进行实验室试验，经试验结果符合规定要求者，可核准使用，不符规定者，则应禁用或是回到评估的起点，若可符合部份规定，但有部份疑虑者，则可进入评估的第三个阶段，进行工地试作加以验证。
四、台湾地区以研发提升废弃物再利用率的积极作为
研发是达到永续的唯一快捷方式，除了依照公路工程现有技术，对废弃物应用在公路工程各领域上进行评估外，由于这些废弃物的加入，有许多状况是传统工程材料所没有过的，必须适当地建立使用经验，有的时候可能因使用废弃物而产生新的问题，则必须经由研究来加以解决，在许多的状况下，受限于废弃物本身的缺陷，必须限制再利用率才能确保质量，更有必要加紧研发，以提高废弃物的再利用率。
台湾地区于1996年开始，由工程会研拟推动使用再生沥青混凝土[13]，目前已备妥作业要点、检验方法与规范，并已有超过10家经过验证合格的热拌再生厂，目前规范规定的刨除料添加量为40%以下，在质量管理的方法上，除了与传统沥青混凝土一样必须确认沥青含量和粒料级配正确外，还增加检测混合料中的沥青黏度，按此方式执行，则再生沥青混凝土不但与传统沥青混凝土相同，且有可能因成品黏度获得较好的控制而提升面层材料的质量。由工程会委托进行的研究更发现，由于本土刨除料的黏度变化较低，在添加量为40%以下的前题下，只要以针入度85/100的传统沥青作为新沥青，即可再生为一般铺路沥青的黏度，不必使用再生剂[13]；自工程会于1999年二月公告实施以来，以往刨除料随意弃置之现象，已有相当明显的改善，目前在执行面上，各工程单位因限于人力而尚未完全按工程会的作业要点检验再生沥青混凝土的质量，工程会将于近期内检讨，加强对各单位人员的倡导和训练，并配合环保署加强刨除料的流向管制，大步向沥青路面再生迈进。
