道路建設に最適なアルバータアスファルト

化石燃料から電力やその他のエネルギー源への移行が加速するにつれ、カナダの石油産業はギアを切り替えています。

アルバータ州では、州が資金提供する Alberta Innovates イニシアチブから派生した Bitumen Beyond Combustion プログラムがアスファルトの使用方法を研究しています。 すでに実績のある製品の 1 つは、道路用のアスファルトバインダーです。

「それが非常にうまく機能することはわかっています」と、30年前にアスファルトバインダーの研究を始めたクイーンズ大学の化学教授サイモン・ヘスプ氏は言う。

「アルバータバインダーの良いところは、オイルを加えてリサイクルしたり再生したりして、さらに 30 年間使用できることです。」

Alberta Innovates が資金を提供した彼の研究により、アルバータ州とベネズエラのアスファルトが道路建設に最適であることが判明しました。

アルバータ州の製品が優れているのは、ワックス含有量が低いことであり、これはアスファルトから作られたアスファルトをうまくリサイクルできることを意味します。

道路の寿命に影響を与える 2 番目に重要なバインダー成分はアスファルテンです。 これらは大きな分子であり、バインダーに凝集力と接着力を与え、低温での流動を防ぎます。

パラフィンワックスはアスファルトの天然成分であることが多く、バインダーの製造に使用される原油の供給源に応じてその量は異なります。 ワックスの含有量が多いと、アスファルテンがオイルから分離し、より緊密に固まる傾向があります。

高ワックス結合剤は低温では硬くなるため、接着力が低下し、ひび割れが発生しやすくなります。 アルバータ製品などの最適なバインダーは、ワックスが最小限で、組成がほぼ均一です。

ヘスプ氏は、水圧破砕から得られる石油にはワックス分子が非常に多く含まれており、アスファルト結合剤としての適合性に関しては米国産原油は劣っており、中東産や中国産と同様にロシア産原油もひどいと付け加えた。

また、アルバータビチューメンで作られたアスファルトバインダーは高品質ですが、リサイクルされたペットボトルからの PET (ポリエチレンテレフタレート) 繊維を使用すると、その寿命をさらに延ばすことができます。

ヘスプ氏によると、アルバータ州のバインダーと0.3パーセントのPET繊維を使用したオンタリオ州北部の12年間の試験セクションでは、何の損傷も見られなかったという。 この地域の道路の耐用年数が 15 ～ 25 年であるのに対し、耐用年数は約 38 年と予想されています。

アルバータ・イノベーツ社のクリーン技術開発担当シニアマネージャーは、アルバータ州の石油には多くの可能性が眠っていると語る。

「アスファルトを見ると、これはアルバータ州への自然の贈り物だと思います」と、アスファルトを超えた燃焼の共同リーダーでもあるパオロ・ボンベンは言います。 「さまざまな用途に使用できる有機物です。」

アルバータ州ビチューメンから作られるアスファルトバインダーに関しては、現在、アルバータ州 (ロイドミンスターとエドモントンの製油所) で毎日 40,000 から 60,000 バレル (1 バレルは 159 リットル入り) が生産されています。 これはアルバータ州の石油生産量の約3～5％に相当し、残りは燃料に加工される。

バインダーのほとんどは、鉄道または加熱タンクを備えた専用トラック (バインダーは高温に保つ必要があります) で米国北西部とカナダ、さらに東はオンタリオ州西部まで輸送されます。 鉄道車両が目的地に到着するまでに数週間かかる場合があります。 アスファルトが周囲温度まで冷えた場合、材料を降ろす前に最大 24 時間の再加熱が必要になる場合があります。

だからこそ、Bitumen Beyond Combustion の研究の重要な部分の 1 つは、バインダーを高温に保つことなく移動させる方法を見つけることである、とボンベン氏は言います。 同氏は3年以内に答えが見つかるだろうと期待している。 「それは多くのチャンスをもたらすでしょう」と彼は言います。

アルバータ州のアスファルトバインダーは高価格で販売されていますが、道路に与える寿命とのバランスをとる必要があります。 ヘスプ氏によると、1トン当たり約800ドルから900ドルの費用がかかり、1トンのバインダーから20トンのアスファルト混合物が製造されるという。

課題の1つは、南北アメリカに輸送できるほど低コストでアスファルトを生産する海洋製油所との競争だ、とヘスプ氏は言う。

しかし、低品質のアスファルトバインダーを使用して建設された道路では、数年以内にポットホールや亀裂が発生する可能性があります。 特に気温の上下が激しい地域、つまりカナダの人口密集地域の大部分では、その寿命は 15 年以下である可能性があります。