ビチューメン

ビチューメン（英: / ˈ b ɪ tʃ ʊ m ɪ n / BIH -chuum-in、米: / b ɪ ˈ tj uː m ɪ n、b aɪ -/ bih- TEW -min, by-）^[1]は、石油の非常に粘性の高い成分です。正確な組成に応じて、粘着性のある黒い液体になることもあれば、非常に長い時間スケールで液体として挙動する一見固体の塊になることもあります。アメリカ英語では、この物質は一般的にアスファルトと呼ばれます。天然鉱床で見つかったか石油から精製されたかにかかわらず、この物質はピッチに分類されます。^{[2] 20世紀以前は、}アスファルトという用語が一般的に使用されていました。^[3]この言葉は古代ギリシャ語のἄσφαλτος ( ásphaltos )に由来し、天然のビチューメンまたはピッチを意味します。世界最大の天然ビチューメン鉱床はトリニダード島南西部のピッチ湖で、1,000万トンの埋蔵量があると推定されています。^[4]

ビチューメンの年間生産量の約70％は、主な用途である道路建設に向けられています。^{[5]この用途では、ビチューメンは砂利などの}骨材粒子を結合するために使用され、アスファルトコンクリートと呼ばれる物質を形成します。これは口語的にはアスファルトと呼ばれます。その他の主な用途は、屋根用フェルトや屋根シーラントなどのビチューメン防水製品です。 ^[6]

材料科学と工学では、アスファルトとビチューメンという用語はしばしば互換的に使用され、天然および人工の物質の両方を指しますが、どちらの用語が最も一般的であるかについては地域によって異なります。世界的に、地質学者は天然物質に対してビチューメンという用語を好む傾向があります。選択された原油の蒸留プロセスからの精製残留物である人工物質に対しては、ビチューメンが世界の多くの地域で一般的な用語ですが、アメリカ英語ではアスファルトの方が一般的に使用されています。混乱を避けるために、米国では「液体アスファルト」、「アスファルトバインダー」、または「アスファルトセメント」という用語がアスファルトコンクリートと区別するために使用されています。口語では、ラブレアタールピットの名前のように、さまざまな形態のビチューメンが「タール」と呼ばれることがあります。^[7]

天然のビチューメンは、粗ビチューメンと呼ばれることもあります。その粘度は、冷たい糖蜜に似ています^{[8] [9]一方、525 °C (977 °F) で沸騰}する原油を分留して得られる物質は、「精製ビチューメン」と呼ばれることもあります。カナダのアルバータ州には、アサバスカ油砂に世界の天然ビチューメンの埋蔵量の大部分があり、その面積は 142,000 平方キロメートル (55,000 平方マイル) に及び、イングランドよりも広いです^[10]。

このラテン語は、インド・ヨーロッパ祖語の語源である*gʷet-「ピッチ」に由来します。

「ビチューメン」という表現はサンスクリット語に由来し、そこには「ピッチ」を意味する「jatu」と、「ピッチを作る」、「ピッチを生産する」（針葉樹または樹脂質の木を指す）を意味する「jatu-krit」という単語がある。ラテン語の同義語は、もともと「gwitu-men」（ピッチに関連する）であったと主張する人もいれば、「pixtumens」（滲出または泡立つピッチ）であったと主張する人もいる。これは後に「ビチューメン」に短縮され、フランス語を経由して英語に伝わった。同じ語源から、アングロサクソン語の「cwidu」（マスティクス）、ドイツ語の「Kitt」（セメントまたはマスチック）、古ノルウェー語の「kvada」が派生している。^[11]

「アシュファルト」という言葉は、アッカド語の「アスファルト」または「スファロ」に由来し、「分割する」という意味だと言われています。後に、ホメロス時代のギリシア人によって、「堅固な」、「安定した」、「安全な」を意味する形容詞ἄσφαλἤς, ἐςと、それに対応する「堅固にする」、「安定させる」、「確保する」を意味する動詞ἄσφαλίξω, ίσωの形で採用されました。^[11]

「アスファルト」という単語は、後期中英語、つまりフランス語のasphalteに由来しており、これは後期ラテン語の asphalton 、 asphaltum に基づいている。これはギリシャ語の ἄσφαλτος ( ásphaltos 、 ásphalton ) のラテン語化であり、 「アスファルト/ビチューメン/ピッチ」を意味する単語である。[ ^12]これはおそらく、 ἀ-（「ない、なし」、つまりα否定形）とσφάλλειν ( sphallein ) （「倒れさせる、邪魔する、（受動態で）誤らせる、（受動態で）妨げられる」から派生したものである。^[13]

古代人がアスファルトを最初に使ったのは、さまざまな物体を固定したり接合したりするためのセメントとしてでした。そのため、その名前自体がこの用途を表していた可能性が高いようです。具体的には、ヘロドトスは、ビチューメンがバビロンに持ち込まれ、その巨大な要塞の壁を建設したと述べています。^[14]

この言葉はギリシャ語から後期ラテン語に伝わり、その後フランス語 ( asphalte ) と英語 (「asphaltum」と「asphalt」) に転用されました。フランス語では、アスファルトという用語は、自然に発生するアスファルトに浸した石灰岩の堆積物、および道路舗装に使用される「アスファルトコンクリート」よりも空隙が少なく、ビチューメン含有量が多い特殊な製造製品に使用されます。

粘土と混合されたビチューメンは通常「アスファルト」と呼ばれていましたが、この用語は現在ではあまり一般的に使用されていません。^[15]

アメリカ英語では、「アスファルト」はイギリス英語の「ビチューメン」に相当します。ただし、「アスファルト」は「アスファルト コンクリート」の短縮形としても一般的に使用されます (したがって、イギリス英語の「アスファルト」または「ターマック」に相当します)。

カナダ英語では、「ビチューメン」という言葉は、カナダの広大な極めて重い原油の埋蔵量を指すのに使用され、^[16]「アスファルト」は石油精製製品を指すのに使用されます。希釈ビチューメン（パイプラインで流れるようにナフサで希釈されたもの）は、カナダの石油業界では「ディルビット」と呼ばれ、合成原油に「アップグレード」されたビチューメンは「合成原油」と呼ばれ、ビチューメンと混合された合成原油は「シンビット」と呼ばれます。^[17]

「ビチューメン」は、固体または半固体の石油の天然鉱床を指す地質学用語として今でも好まれています。「ビチューメン岩」は、ビチューメンを含浸させた砂岩の一種です。カナダのアルバータ州のオイルサンドも同様の物質です。

「アスファルト」や「ビチューメン」という用語は、タールやコールタールと混同しないでください。タールとは、石炭のように化石化した植物塊や、採取したばかりの植物塊を主原料とする有機炭化水素の乾留および熱分解によって生成される濃厚な液体です。一方、ビチューメンの大部分は、大量の有機動物物質が水によって堆積し、酸素がない状態で脂肪族炭化水素分子が長い鎖状に結合した成因作用点で数百メートルの深さに埋もれたときに自然に生成されました。ビチューメンは固体または高粘性の液体として生成されます。石炭鉱床に混ざっている場合もあります。ビチューメン、およびベルギウス法を使用した石炭は、ガソリンなどの石油に精製できますが、ビチューメンはタールに蒸留できますが、その逆はありません。

ビチューメンの成分には、主に次の 4 つの化合物クラスが含まれます。

• ナフテン芳香族（ナフタレン）は、部分的に水素化された多環芳香族化合物からなる。
• 極性芳香族化合物は、物質の部分酸化によって生成される高分子 フェノールとカルボン酸からなる。
• 飽和炭化水素;アスファルト中の飽和化合物の割合はアスファルトの軟化点と相関関係がある
• アスファルテンは、高分子フェノールと複素環式化合物から構成されています。

ビチューメンは、通常、元素的には重量で80%の炭素、10%の水素、最大6%の硫黄、そして分子的には、90%から65%のマルテン中に分散した重量で5から25%のアスファルテンを含む。 ^[18] ほとんどの天然ビチューメンには有機硫黄化合物も含まれており、 一部の石油に典型的であるように、ニッケルとバナジウムは10ppm未満で見つかる。 ^{[6]この物質は}二硫化炭素 に溶ける。これは通常、アスファルテンを分散相、マルテンを連続相とするコロイドとしてモデル化される。 ^[19]「異なる化学構造を持つ分子の数が極めて多いため、ビチューメンの異なる分子すべてを分離して識別することはほぼ不可能である」^[20]

アスファルトは、石炭の分解蒸留によって生成される、見た目が似ている黒色の熱可塑性材料であるコールタールと混同されることがあります。都市ガスが生産されていた20世紀初頭から中頃にかけて、コールタールは容易に入手できる副産物であり、道路骨材の結合剤として広く使用されていました。マカダム道路にコールタールが追加されたことから、「ターマック」という言葉が生まれ、現在では道路建設材料を指す一般的な用語として使用されています。しかし、都市ガスに代わって天然ガスが使用されるようになった1970年代以降、これらの用途ではコールタールの使用は完全にビチューメンに取って代わられました。この混同の他の例としては、ラ ブレア タールピットとカナダのタールサンドが挙げられますが、どちらも実際にはタールではなく天然ビチューメンが含まれています。「ピッチ」は、ピッチ レイクのように、アスファルトを指すために非公式に使用されることもあります。

経済的な理由やその他の理由から、ビチューメンは他の材料と組み合わせて販売されることがあり、多くの場合、単に「ビチューメン」以外のラベルは貼られていない。^[21]

特に注目すべきは、再精製エンジンオイル残渣（「REOB」または「REOBs」）の使用である。これは、再精製真空蒸留塔の底から収集されたリサイクル自動車エンジンオイル の残留物であり、アスファルトの製造に使用される。REOBには、リサイクルエンジンオイルに含まれるさまざまな要素と化合物が含まれている。元のオイルへの添加物や、エンジン内で循環することで蓄積される物質（通常は鉄と銅）である。いくつかの研究では、このビチューメンの混入と舗装の性能低下との間に相関関係があることが示されている。^[21]

商業的に使用されるビチューメンの大部分は石油から得られます。^[22]それにもかかわらず、大量のビチューメンが自然界に濃縮された形で存在します。 天然のビチューメンの鉱床は、古代の微細藻類（珪藻類）やその他のかつて生きていた生物の残骸から形成されます。 これらの天然のビチューメンの鉱床は、巨大な沼地の森林が地球の多くの部分を支配していた石炭紀に形成されました。^[23]それらは、生物が生息していた海や湖の底の泥の中に堆積しました。地中深くに埋もれた際の熱（50℃以上）と圧力により、残骸はビチューメン、ケロジェン、石油などの物質に変換されました。

ビチューメンの天然鉱床には、トリニダード・トバゴのピッチ湖やベネズエラのバミューデス湖などの湖があります。カリフォルニア州のラ・ブレア・タールピットやマッキトリック・タールピット、死海には天然の湧出があります。

ビチューメンは、カナダのアルバータ州では「オイルサンド」として知られる固結していない砂岩、米国ユタ州では同様の「タールサンド」として産出される。カナダのアルバータ州には、世界の埋蔵量のほとんどが、イングランドやニューヨーク州よりも広い142,000平方キロメートル（55,000平方マイル）に及ぶ3つの巨大な鉱床として存在する。これらのビチューメン砂には、商業的に確認された石油埋蔵量が1660億バレル（26.4 × 10 ⁹  m ³）含まれており、カナダは世界で3番目に大きい石油埋蔵量を誇る。歴史的には、精製せずに道路舗装に使用されていたが、現在では生産量のほぼすべてがカナダと米国の石油精製所の原料として使用されている。 ^[10]^

世界最大の天然ビチューメン鉱床は、アルバータ州北部のマクマレー層にあるアサバスカ油砂として知られています。この層は白亜紀前期のもので、最大20%の石油を含む多数の油分を含む砂のレンズで構成されています。 ^[24]同位体研究によると、この油田は約1億1千万年前のものです。^[25] 2つの小規模ですが、それでも非常に大きな層がピースリバー油砂とコールドレイク油砂にあり、それぞれアサバスカ油砂の西と南東にあります。アルバータ州の鉱床のうち、アサバスカ油砂の一部だけが表面採掘に適したほど浅くなっています。残りの80%は、蒸気補助重力排水などの石油増進回収技術を使用した油井で生産する必要があります。[ ^26]

はるかに小規模な重質油やビチューメンの鉱床は、米国ユタ州のユインタ盆地にも存在します。例えば、タールサンドトライアングル鉱床は、およそ6%がビチューメンです。 ^[24]

ビチューメンは熱水鉱脈に発生することがあります。その一例は、米国ユタ州のユインタ盆地で、そこにはギルソナイトと呼ばれる固体炭化水素で構成された、横方向と縦方向に広がる鉱脈の群れがあります。これらの鉱脈は、埋没と続成作用の間にグリーンリバー層のより深いオイルシェールから移動した炭化水素の重合と凝固によって形成されました。^[27]

ビチューメンは炭素質隕石に含まれる有機物に似ている。^[28]しかし、詳細な研究により、これらの物質は異なることがわかっている。^[29]アルバータ州の膨大なビチューメン資源は、数百万年前にアルバータ州が古代の海に覆われていたときに死んだ海洋植物や動物、主に藻類の生きた物質として始まったと考えられている。それらは泥に覆われ、長い時間をかけて深く埋もれ、50〜150℃（120〜300℉）の地熱によってゆっくりと油に煮込まれた。8000万〜5500万年前にアルバータ州南西部のロッキー山脈が隆起したことによる圧力により、石油は数百キロメートル北東に押し流され、古代の川床や海岸に残された地下の砂の堆積物に閉じ込められ、オイルサンドが形成された。^[26]

ビチューメンの使用は中期旧石器時代にまで遡り、当時は道具の柄に成形されたり、石器を柄に取り付けるための接着剤として使用されたりしていました。

ビチューメンの使用に関する最古の証拠は、シリア中央部のエル・クウム盆地のクデイル台地の北斜面に位置するウンム・エル・トレル野外遺跡で、考古学者が約71,000年前のルヴァロワ石器にビチューメンが含まれていることを特定したときに発見されました。 ^[30]顕微鏡分析により、石器の3分の2にビチューメン残留物が見つかり、当時この地域の人々にとってビチューメンは道具作りの重要な、頻繁に使用されていた成分であったことが示唆されました。アスファルト残留物の地球化学的分析により、その発生源はウンム・エル・トレル遺跡の北東約40kmにあるビクリ山塊の局所的な天然ビチューメン露頭であることが示されました。

1908年にフランスのル・ムスティエ岩陰遺跡で発見された遺物の再調査により、黄土とビチューメンでできたグリップに取り付けられたムスティエ文化の石器が特定された。 ^[31]グリップは、55%の粉砕したゲータイト黄土と45%の加熱した液体ビチューメンで調合され、硬化してハンドルになる成形可能なパテを作った。ル・ムスティエでの以前のあまり注意を払っていない発掘により、考古学的文化と年代の決定的な特定はできないが、これらの道具のヨーロッパのムスティエ文化様式は、現在から6万年から3万5千年前の中期旧石器時代後期から後期旧石器時代前期のネアンデルタール人と関連していることを示唆している。これはヨーロッパで多成分接着剤の最も古い証拠である。

天然ビチューメンが防水や接着剤として使われ始めたのは少なくとも紀元前5千年紀に遡り、インダス文明のメヘルガルで発見された作物貯蔵籠にはビチューメンが使われていた。^[32]紀元前3千年紀までには精製された岩石アスファルトがこの地域で使われ、モヘンジョダロの大浴場の防水に使われた。 ^[33]

古代近東では、シュメール人は天然のビチューメン鉱床をレンガと石の間のモルタルとして、目などの彫刻の一部を固定するために、船の充填材として、そして防水材として使っていました。^[3]ギリシャの歴史家ヘロドトスは、熱いビチューメンがバビロンの壁のモルタルとして使われたと述べています。^[34]

セミラミス女王の時代（紀元前 800年頃）のバビロンのユーフラテス川の下にある長さ1キロメートル（0.62マイル）のユーフラテストンネルは、防水剤としてビチューメンを塗った焼きレンガで建設されたと伝えられています。^[3]

ビチューメンは古代エジプト人によってミイラの防腐処理に使用されました。^{[3] [35]}ペルシャ語でアスファルトはmoomであり、英語のmummyと関連があります。エジプト人のビチューメンの主な供給源は死海であり、ローマ人はそれをPalus Asphaltites（アスファルト湖） として知っていました。

西暦40年頃、ディオスコリデスは死海の物質をジュダイカム・ビチューメンと記し、その地域でそれが見つかる他の場所についても言及している。^[36]シドンのビチューメンはレバノンのハスベヤで見つかった物質を指していると考えられている。 ^[37] プリニウスもエピロスでビチューメンが見つかったと述べている。ビチューメンは貴重な戦略資源だった。紀元前312年にセレウコス朝とナバテア人の間で起こった炭化水素鉱床をめぐる最初の戦いの対象となった。^[38]

古代極東では、天然のビチューメンをゆっくりと煮詰めて高分子量成分を除去し、残った高分子量の熱可塑性材料を物体に塗布すると、冷却すると硬くなる。これは、鞘などの防水が必要な物体を覆うために使用された^[3]。日本では、おそらく中国でも、この種の材料で神像が鋳造された。^[要出典]

北米では、考古学的発掘調査により、石の矢じりを木製の柄に接着するためにビチューメンが使われることがあったことが示されている。^{[39] [40]カナダでは、先住民が}アサバスカ川などの川岸から染み出るビチューメンを白樺の樹皮でできたカヌーの防水に使用し、夏には燻製壺で温めて蚊よけにも使った。 ^[26]植民地時代以前の南カリフォルニアの先住民が使っていた板張りのカヌーの防水にもビチューメンが使われていた。^[41]

1553年、ピエール・ベロンは著書『観察』の中で、ピッチとビチューメンの混合物であるピサファルトがラグーサ共和国（現在のクロアチアのドゥブロヴニク）で船のタール塗りに使われていたと述べています。^[42]

1838 年版のメカニクス マガジンには、フランスにおけるアスファルトの初期の使用について言及されています。1621 年のパンフレットには、「あるムッシュー デイリニスが、ヌーシャテル付近に (アスファルトが) 大量に存在することを発見した」とあり、さまざまな用途でアスファルトを使用することを提案しています。「主に、気密性のある穀倉の建設と、当時水が使えなかった土や汚物の侵入からパリ市内の水路をアーチで保護すること」です。「彼はまた、宮殿の平らで耐久性のあるテラスを作るのにこの材料が優れていることを詳しく説明しています」が、「通りにそのようなテラスを作るという考えは、当時のパリ市民の頭に浮かぶことはなかったでしょう」。^[43]

しかし、フランスでは1830年の革命までこの物質は一般に無視されていた。1830年代には関心が高まり、アスファルトは「舗装、平らな屋根、貯水槽の内張り」に広く使われるようになり、イギリスでも同様の目的で使用されていた。ヨーロッパでのアスファルトの使用は「突然の現象」で、フランスのオスバン（バ＝ラン県）、パルク（アン県）、ピュイ＝ド＝ラ＝ポワ（ピュイ＝ド＝ドーム県）で天然の鉱床が発見されたが、人工的に作ることもできた。^[44]フランスで最初にアスファルトが使われたのは、 1835年にコンコルド広場に約24,000平方ヤードのセイセルアスファルトが敷かれたときだった。^[45]

英国におけるビチューメンの初期の用途の一つはエッチングであった。ウィリアム・サーモンの『ポリグラフィック』（1673年）には、エッチングに使用するワニスの配合が記載されており、バージンワックス3オンス、マスチック2オンス、アスファルト1オンスから構成されている。^[46] 1685年の第5版までに、彼は他の情報源から得たアスファルト配合をさらに追加した。^[47]

アスファルトの使用に関する最初の英国特許は、1834年の「カッセルの特許アスファルトまたはビチューメン」でした。^[44]その後、1837年11月25日、リチャード・タッピン・クラリッジは、アスファルト舗装に使用するセイセルアスファルト（特許番号7849）の使用特許を取得しました。 ^{[48] [49]}英国へのアスファルトの導入で協力したフレデリック・ウォルター・シムズを訪ねた際に、フランスとベルギーで使用されているのを目にしました。 ^{[50] [51]} T・ラム・フィプソン博士は、クラリッジの友人である父サミュエル・ライランド・フィプソンも「（1836年に）アスファルト舗装の導入に尽力した」と書いています。^[52]

クラリッジは1838年3月27日にスコットランドで特許を取得し、1838年4月23日にはアイルランドで特許を取得した。1851年、クラリッジが以前に設立した会社の管財人らは、1837年の特許と1838年の両特許の延長を求めた。^{[44] [53] [54] [55]} クラリッジの特許アスファルト会社は 、1838年に「フランスのピリモント・セイセル鉱山から採掘された天然のアスファルト」を英国に導入する目的で設立され、^[56]  「ホワイトホールで最初のアスファルト舗装の1つを敷いた」。^[57] 1838年にホワイトホールの歩道、ナイツブリッジ兵舎の厩舎で舗装の試験が行われ、^{[56] [58]}「その後、ウォータールー・プレイスからセント・ジェームズ・パークに続く階段の下のスペースでも試験が行われた」。^[58]「1838年に設立されたクラリッジ特許アスファルト会社（著名な貴族のパトロンと、それぞれ理事とコンサルタントエンジニアのマークとイザムバード・ブルネルを擁していた）は、英国のアスファルト産業の発展に多大な刺激を与えた」。 ^[54]「1838年末までに、少なくともロビンソン社とバステン社の2社が生産を開始した」。^[59]アスファルトはブライトン、ハーンベイ、カンタベリー、ケンジントン、ストランド、バンヒル・ロウの広い床面積で舗装材として敷かれ、その間クラリッジのホワイトホール舗装は「順調に継続」された。^[60]ボニントン化学工場はコールタールを使用してアスファルトを製造し、1839年までにボニントンに敷設した。^[61]

1838 年には、舗装以外の用途もあるビチューメンをめぐる起業活動が活発に行われました。たとえば、ビチューメンは床材、建物の防湿、さまざまなタイプのプールや浴場の防水にも使用できました。これらはいずれも 19 世紀に急増していました。^{[3] [44] [62]}ビチューメンの使用例の現存する最古の例の 1 つは、ハイゲート墓地で見ることができます。1839 年にテラスの地下墓地の屋根を密閉するために使用されました。ロンドンの株式市場では、フランス、ドイツ、イギリスのビチューメンの品質の独占権についてさまざまな主張がありました。フランスでは多数の特許が付与されましたが、イギリスでは類似性のため同数の特許申請が却下されました。イギリスでは、「1840 年代と 50 年代に最も使用されたのはクラリッジのタイプでした」。^[59]

1914年、クラリッジ社はタール結合マカダムを製造する合弁事業を開始した。^[63]材料はクラマック・ロード社という子会社を通じて製造された。 ^[64]その結果、クラマックとクラパルトという2つの製品が生まれた。前者はクラマック・ロード社が製造し、後者はクラリッジズ・パテント・アスファルト社が製造したが、クラマックの方が広く使われた。^{[65] [注 1]}しかし、第一次世界大戦でクラマック社は破産し、1915年に清算に入った。^{[67] [68]}クラマック・ロード社の破綻はクラリッジ社にも波及し、クラリッジ社自身も強制的に清算され、^[69] 1917年に操業を停止した。^{[70] [71]}同社は当初^[69]、その後クラマック社を救済する試みで、この新しい事業に多額の資金を投資していた。^[67]

19世紀のイギリスでは、ビチューメンには薬効のある化学物質が含まれていると考えられていました。ビチューメンの抽出物は、カタルやある種の喘息の治療や、特に条虫などの寄生虫の治療薬として使われていました。^[72]

新世界で最初にビチューメンを使用したのは、先住民族でした。西海岸では、13世紀という早い時期に、トングバ族、ルイセノ族、チュマシュ族が、下にある石油鉱床の上から表面に染み出る天然のビチューメンを収集していました。3つのグループはすべて、この物質を接着剤として使用していました。これは、さまざまな道具や儀式用の品物に使用されています。たとえば、ラトルでは、ひょうたんや亀の甲羅をラトルの柄に接着するために使用されました。また、装飾にも使用されました。小さな丸い貝殻のビーズは、装飾としてアスファルトに埋め込まれることが多かったです。水を運ぶバスケットの防水剤として使用され、その水を飲んだ人を中毒にする可能性もありました。^[73]アスファルトは、外洋を航行するカヌーの板を密閉するためにも使用されました。

アスファルトが道路の舗装に初めて使われたのは1870年代である。最初は天然の「瀝青岩」が使われ、ウェストバージニア州リッチー郡マクファーランのリッチー鉱山では1852年から1873年まで使われた。1876年、建国100周年の祝賀に間に合うように、ワシントンDCのペンシルベニア通りの舗装にアスファルト舗装が使われた。^[74]

馬車が使われていた時代、米国の道路はほとんどが未舗装で、土や砂利で覆われていた。特に泥や溝で通行が困難な道路では、木の板、玉石、その他の石のブロック、レンガなど、さまざまな素材で舗装されることもあった。未舗装の道路は摩耗が不均一で、歩行者にとって危険だった。19世紀後半、自転車の人気が高まると、自転車クラブが道路の舗装普及を推進する上で重要な役割を果たした。^[75] 20世紀初頭、自動車の普及とともに、舗装推進の動きが強まった。アスファルトは徐々に舗装方法として普及していった。ニューオーリンズのセントチャールズアベニューは、 1889年までに全長にわたってアスファルト舗装された。^[76]

1900年には、マンハッタンだけで13万頭の馬が路面電車や荷馬車、馬車を引っ張り、排泄物を運び去っていた。馬は速くなく、歩行者は混雑した道路を避けてよじ登って渡ることができた。小さな町は土や砂利に頼り続けたが、大都市はもっと良い道路を望んだ。1850年代までには木や花崗岩のブロックに目を向けるようになった。^[77] 1890年には、シカゴの2000マイルの道路の3分の1が舗装され、主に泥よりも滑りにくい木のブロックで舗装された。レンガ舗装は良い妥協案だったが、アスファルト舗装の方がさらに良かった。これは設置が簡単で、下水道にアクセスするために切り開くのも簡単だった。ロンドンとパリをモデルにして、ワシントンは1882年までに40万平方ヤードのアスファルト舗装を敷いた。それはバッファロー、フィラデルフィア、その他の都市のモデルとなった。世紀の終わりまでに、アメリカの都市は3000万平方ヤードのアスファルト舗装を誇り、レンガをはるかに上回った。^[78]道路はスピードが出て危険になったため、電気信号が設置された。電気トロリー（時速12マイル）は、中流階級の買い物客やオフィスワーカーの主な交通手段となったが、1945年以降、彼らは自動車を購入し、アスファルト高速道路でプライバシーと快適さを保ちながら、より遠い郊外から通勤するようになった。^[79]

カナダには、アサバスカ油砂という世界最大の天然ビチューメンの鉱床があり、アサバスカ川沿いのカナダ先住民は、長い間、カヌーの防水にそれを使用してきました。1719年、ワ・パ・スーという名のクリー族が、取引用のサンプルをハドソン湾会社のヘンリー・ケルシーに持ち込みました。ケルシーは、記録に残る限りでは、それを見た最初のヨーロッパ人でした。しかし、毛皮商人で探検家のアレクサンダー・マッケンジーがアサバスカ油砂を見て、「（アサバスカ川とクリアウォーター川の）分岐点から約24マイルのところに、20フィートの棒をほとんど抵抗なく差し込めるビチューメンの泉がある」と言ったのは、1787年になってからでした。^[26]

鉱床の価値は最初から明らかだったが、ビチューメンの抽出方法はそうではなかった。最も近い町、アルバータ州フォートマクマレーは小さな毛皮交易所であり、他の市場は遠く、舗装用の原料ビチューメンを輸送するには輸送費が高すぎた。1915年、連邦鉱山局のシドニー・エルズは分離技術の実験を行い、その生成物を使用してアルバータ州エドモントンの600フィートの道路を舗装した。アルバータ州の他の道路はオイルサンドから抽出された材料で舗装されたが、一般的に経済的ではなかった。1920年代にアルバータ研究会議のカール・A・クラーク博士は温水油分離プロセスの特許を取得し、起業家ロバート・C・フィッツシモンズ^{[80]はビチュー}マウント油分離工場を建設し、1925年から1958年の間にクラーク博士の方法を使用して1日あたり最大300バレル（50 m3）のビチューメンを生産し^た。ビチューメンのほとんどは屋根の防水に使われましたが、燃料、潤滑油、印刷インク、医薬品、防錆・耐酸性塗料、耐火屋根材、道路舗装、パテントレザー、フェンス支柱の防腐剤などにも使われました。^[26]最終的にフィッツシモンズは資金が尽き、工場はアルバータ州政府に引き継がれました。今日、ビチューメン工場は州立史跡となっています。^[81]

ビチューメンは初期の写真技術で使用されていた。1826年か1827年にフランスの科学者ジョセフ・ニセフォール・ニエプスがビチューメンを使用して、自然界から現存する最古の写真を撮影した。ビチューメンはピューター板に薄く塗られ、カメラで露光された。光にさらすとビチューメンは硬化して不溶性になり、その後溶剤で洗い流すと十分に光が当たった部分だけが残った。カメラで長時間露光する必要があり、ビチューメンは通常の写真撮影には実用的ではなかったが、1850年代から1920年代にかけては、さまざまな写真製版印刷工程の印刷版の製造にフォトレジストとして広く使用されていた。^{[82] [83]}

19 世紀、ビチューメンは多くの芸術家にとって天敵だった。一時期は広く使われていたが、最終的には油絵に使用するには不安定であることが判明した。特に、アマニ油、ワニス、テレピン油などの最も一般的な希釈剤と混ぜると不安定になる。ビチューメンは十分に希釈されない限り完全に固まることはなく、接触した他の顔料をやがて劣化させる。ビチューメンを釉薬として使って影を作ったり、他の色と混ぜて暗い色調にしたりしたことで、ドラクロワの作品など多くの絵画が最終的に劣化した。ビチューメンの破壊力の最も有名な例は、おそらくテオドール・ジェリコーの『メデューズ号の筏』（1818 年 - 1819 年）で、ビチューメンの使用により鮮やかな色が濃い緑や黒に退化し、絵具とキャンバスが歪んだ。^[84]

精製ビチューメンの大部分は建設業で使用され、主に舗装材や屋根材に使用される製品の成分として使用されています。最終用途の要件に応じて、ビチューメンは仕様に合わせて製造されます。これは、精製またはブレンドによって行われます。現在、世界でのビチューメンの使用量は年間約 1 億 200 万トンと推定されています。製造されるビチューメンの約 85% は、道路のアスファルト コンクリートの結合剤として使用されています。また、空港の滑走路、駐車場、歩道など、その他の舗装エリアでも使用されています。通常、アスファルト コンクリートの製造では、砂、砂利、砕石などの細骨材と粗骨材を、結合剤の役割を果たすアスファルトと混合します。ビチューメンの最終的な用途に応じて、ビチューメンの特性を変更するために、リサイクル ポリマー (例:ゴムタイヤ)などの他の材料をビチューメンに追加する場合もあります。

世界のビチューメン生産量のさらに 10% は屋根材に使用され、その防水性は非常に重要です。残りの 5% のビチューメンは、パイプコーティング、カーペットタイルの裏地、塗料など、さまざまな建築材料のシーリングや断熱の目的で主に使用されています。ビチューメンは、次のような多くの構造物、システム、コンポーネントの建設とメンテナンスに使用されています。

ビチューメンの最大の用途は道路の舗装用アスファルトコンクリートの製造であり、これは米国で消費されるビチューメンの約85％を占めています。米国には約4,000のアスファルトコンクリート混合工場があり、ヨーロッパにも同様の数が存在します。^[85]

アスファルトコンクリート舗装混合物は、通常、5%のビチューメン（米国ではアスファルトセメントとして知られている）と95%の骨材（石、砂、砂利）で構成されています。ビチューメンは粘性が高いため、アスファルト混合施設で骨材と混合できるように加熱する必要があります。必要な温度はビチューメンと骨材の特性によって異なりますが、温水混合アスファルト技術により、生産者は必要な温度を下げることができます。^{[85] [21]}

アスファルト舗装の重量は、骨材の種類、アスファルト、空隙率によって異なります。米国での平均的な例では、舗装の厚さ1インチあたり1平方ヤードあたり約112ポンドです。^[21]

アスファルト舗装のメンテナンス（摩耗または損傷した表面を除去するための切削など）が行われる場合、除去された材料は新しい舗装混合物に加工するために施設に戻すことができます。除去された材料のビチューメンは再活性化され、新しい舗装混合物に再び使用できます。^[86]舗装道路の約95％がアスファルトで建設または表面処理されているため、^{[87]毎年かなりの量のアスファルト舗装材料が再利用されています。}連邦道路管理局と全米アスファルト舗装協会が毎年実施している業界調査によると、拡幅および再舗装プロジェクト中に道路表面から毎年除去されるビチューメンの99％以上が、新しい舗装、路床、路肩、盛土の一部として再利用されるか、将来の使用のために備蓄されています。^[88]

アスファルトコンクリート舗装は、世界中の空港で広く使用されており、その頑丈さと補修の速さから、滑走路などに広く使用されています。

マスチックアスファルトは、アスファルトが約 5% しか含まれないロールドアスファルトコンクリートとは対照的に、通常、骨材混合物全体の約 7～10% のビチューメン (バインダー) 含有量が高いという点で、高密度粒度アスファルト(アスファルトコンクリート) とは異なるアスファルトの一種です。この熱可塑性物質は、平らな屋根の防水や地下の防水のために建築業界で広く使用されています。マスチックアスファルトは 210 °C (410 °F) の温度に加熱され、層状に広げられて約 20 ミリメートル (0.8 インチ) の厚さの不浸透性バリアを形成します。

ビチューメンエマルジョンは、ビチューメンと水のコロイド混合物です。2つの液体の表面張力が異なるため、単に混ぜるだけでは安定したエマルジョンを作ることはできません。そのため、さまざまな乳化剤や安定剤が添加されます。乳化剤は、極性ヘッドグループの電荷が異なる両親媒性分子です。乳化剤はエマルジョンの表面張力を低下させ、ビチューメン粒子の融合を防ぎます。乳化剤の電荷によって、アニオン性（負に帯電）とカチオン性（正に帯電）のエマルジョンの種類が決まります。^[89]乳化剤の濃度は、ビチューメン粒子のサイズに影響を与える重要なパラメーターであり、濃度が高いほどビチューメン粒子は小さくなります。 [ ^89]このように、乳化剤はビチューメンエマルジョンの安定性、粘度、破断強度、接着性に大きな影響を与えます。^[89]ビチューメン粒子のサイズは通常0.1〜50μmで、主な部分は1μm〜10μmです。レーザー回折法は、粒子サイズ分布を迅速かつ容易に決定するために使用することができる。^{[89] [90]}カチオン性乳化剤には、主にイミダゾリン、アミドアミン、ジアミンなどの長鎖アミンが含まれており、酸を加えると正に帯電します。^[89]アニオン性乳化剤は、多くの場合、リグニン、トール油、または樹脂から抽出された脂肪酸であり、NaOHなどの塩基で鹸化され、負に帯電します。^[89]

アスファルトエマルジョンを保管すると、アスファルト粒子が沈殿、凝集（フロック化）、または融合（凝固）し、アスファルトエマルジョンが不安定になります。このプロセスの発生速度は、アスファルトエマルジョンの配合だけでなく、温度や湿度などの保管条件によって異なります。乳化したアスファルトが骨材と接触すると、乳化剤の効果が低下し、エマルジョンが分解して、「破壊」と呼ばれる付着したアスファルト膜が形成されます。アスファルト粒子は、蒸発する水から凝固して分離することにより、ほぼ瞬時に連続したアスファルト膜を形成します。アスファルトエマルジョンは、骨材と接触したときに、それぞれが他のエマルジョンと同じ速さで反応するわけではありません。これにより、急速硬化（R）、遅硬化（SS）、中硬化（MS）エマルジョンに分類できるだけでなく、配合を個別にアプリケーション別に最適化して、幅広いアプリケーション分野を実現できます^[89]（1）。例えば、ゆっくり分解するエマルジョンは、より長い処理時間を確保し、特に細骨材に有利である^[89]（1）。

石英を多く含む骨材と接触するアニオン性エマルジョンでは接着の問題が報告されています。これらは、より優れた接着性を実現するカチオン性エマルジョンに置き換えられています。広範囲にわたるビチューメンエマルジョンは、標準化によって十分にカバーされていません。カチオン性アスファルトエマルジョンの DIN EN 13808 は、2005 年 7 月から存在しています。ここでは、ビチューメンの電荷、粘度、および種類を考慮し、文字と数字に基づくビチューメンエマルジョンの分類が説明されています。^[89]ビチューメンエマルジョンの製造プロセスは非常に複雑です。一般的に使用されている 2 つの方法、「コロイドミル」法と「高内部相比 (HIPR)」法です。^[89]「コロイドミル」法では、ビチューメンと水乳化剤の混合物を追加することで、ローターがステーター内で高速で移動します。結果として生じるせん断力により、乳化剤でコーティングされた 5 μm から 10 μm のビチューメン粒子が生成されます。^[89]「高内部相比（HIPR）」法は、より小さなビチューメン粒子、単一峰性、狭い粒度分布、および非常に高いビチューメン濃度を生成するために使用される。ここでは、最初に適度な撹拌によって高濃度のビチューメンエマルジョンが生成され、その後希釈される。「コロイドミル」法とは対照的に、水相が熱いビチューメンに導入されるため、非常に高いビチューメン濃度が可能になる。^[89]

T 「高内部相比（HIPR）」法は、より小さなビチューメン粒子、単一峰性、狭い粒度分布、および非常に高いビチューメン濃度を作成するために使用されます。ここでは、最初に中程度の撹拌によって高濃度のビチューメンエマルジョンが生成され、その後希釈されます。「コロイドミル」法とは対照的に、水相が熱いビチューメンに導入され、非常に高いビチューメン濃度が可能になります（1）。「高内部相比（HIPR）」法は、より小さなビチューメン粒子、単一峰性、狭い粒度分布、および非常に高いビチューメン濃度を作成するために使用されます。ここでは、最初に中程度の撹拌によって高濃度のビチューメンエマルジョンが生成され、その後希釈されます。「コロイドミル」法とは対照的に、水相が熱いビチューメンに導入され、非常に高いビチューメン濃度が可能になります（1）。

ビチューメンエマルジョンは、さまざまな用途に使用されています。道路建設や建物保護に使用され、主にコールドリサイクル混合物、接着剤コーティング、表面処理に使用されています (1)。ホットビチューメンに比べて粘度が低いため、処理に必要なエネルギーが少なく、火災や火傷のリスクが大幅に低くなります。^[89] チップシールでは、道路表面にビチューメンエマルジョンを散布し、次に砕いた岩、砂利、または砕いたスラグの層を塗ります。スラリーシールとは、道路の表面に広げられるビチューメンエマルジョンと細かく砕いた骨材の混合物です。ビチューメンエマルジョンからコールドミックスアスファルトを作ることもでき、数インチの深さでホットミックスアスファルトに似た舗装を作ることができます。また、ビチューメンエマルジョンはリサイクルホットミックスアスファルトにブレンドされ、低コストの舗装を作るために使用されています。ビチューメンエマルジョンベースの技術は、あらゆる種類の道路に有効であることが知られていますが、以下の用途にも使用できる可能性があります。1. 交通量の多い道路用のアスファルト（ポリマー改質エマルジョンの使用に基づく）2. 熟成時間と機械的特性の両方を改善するための温エマルジョンベースの混合物3. 骨材を100度まで加熱して、高温アスファルトと同様の特性を持つ混合物を生成する半温技術4. 高性能表面仕上げ^[91]

合成原油は、シンクルードとも呼ばれ、カナダのオイルサンド生産に関連して使用されるビチューメンアップグレーダー施設からの出力です。ビチューメン砂は、巨大な（100トン容量）パワーショベルを使用して採掘され、さらに大きな（400トン容量）ダンプトラックに積み込まれ、アップグレード施設に運ばれます。砂からビチューメンを抽出するために使用されるプロセスは、もともと1920年代にアルバータ大学のカール・クラーク博士によって開発された温水プロセスです。砂から抽出された後、ビチューメンはビチューメンアップグレーダーに送られ、軽質原油相当物に変換されます。この合成物質は、従来の石油パイプラインで移送できるほど流動性があり、さらに処理することなく従来の石油精製所に供給できます。2015年までに、カナダのビチューメンアップグレーダーは1日あたり100万バレル（160 × 10 ³  m ³ ）を超える合成原油を生産し、そのうち75％が米国の石油精製所に輸出されました。^[92]^

アルバータ州では、5つのビチューメンアップグレーダーが合成原油とさまざまな製品を生産している。アルバータ州フォートマクマレー近郊のサンコア・エナジー・アップグレーダーは合成原油とディーゼル燃料を生産している。フォートマクマレー近郊のシンクルード・カナダ、カナディアン・ナチュラル・リソーシズ、ネクセンのアップグレーダーは合成原油を生産している。エドモントン近郊のシェル・スコットフォード・アップグレーダーは合成原油に加え、近隣のシェル石油精製所向けの中間原料を生産している。^{[93] 2015年に}アルバータ州レッドウォーター近郊に建設中の6番目のアップグレーダーは、原油ビチューメンの半分を直接ディーゼル燃料にアップグレードし、残りの生産量は近隣の石油精製所や石油化学工場の原料として販売される。^[94]

カナダ産ビチューメンは、化学組成においてベネズエラの超重質油やメキシコの重質油などの油と大きな違いはなく、実際の難しさは、極めて粘性の高いビチューメンを石油パイプラインで製油所に輸送することです。現代の石油精製所の多くは極めて高度に洗練されており、非アップグレードのビチューメンを前処理なしでガソリン、ディーゼル燃料、精製アスファルトなどの製品に直接加工することができます。これは、製油所がベネズエラとメキシコの石油を処理するように設計された米国のメキシコ湾岸などの地域や、国内の軽質油生産の減少に伴い製油所が重質油を処理するように再建された米国中西部などの地域で特に一般的です。選択肢がある場合、そのような重質油製油所は通常、コストが低いため、またディーゼル燃料を増やしてガソリンを減らしたいため、合成油よりもビチューメンを購入することを好みます。^{[93] 2015年までに、}カナダの非改質ビチューメンの生産量と輸出量は合成原油の生産量を上回り、1日あたり130万バレル（210  ×103m3 ）を^超え、そのうち約65％が米国に輸出されました。^[92]^

原油ビチューメンをパイプラインで輸送することは難しいため、通常、非アップグレードビチューメンは、ディルビットと呼ばれる天然ガスコンデンセート、またはシンビットと呼ばれる合成原油で希釈されます。しかし、国際競争に対応するため、現在では多くの非アップグレードビチューメンが、ウェスタンカナディアンセレクトなどの標準化されたベンチマーク製品に、複数のグレードのビチューメン、従来の原油、合成原油、およびコンデンセートのブレンドとして販売されています。この酸性の重質原油ブレンドは、メキシカンマヤンやアラビアンドバイ原油などの国際的に販売されている重質油と競合するために、均一な精製特性を持つように設計されています。[ ^93]

ビチューメンは、1960年代から、使用済み核燃料の再処理で生成される中程度の放射能塩（主に溶解性の硝酸ナトリウムと硫酸ナトリウム）や沈殿池からの放射性スラッジなどの放射性廃棄物を封じ込めることを目的とした疎水性マトリックスとして使用され始めました。^{[95] [96]原子力再処理工場からの放射}性毒性の高いアルファ線を放出する超ウラン元素を含むビチューメン化された放射性廃棄物は、フランス、ベルギー、日本で工業規模で生産されてきましたが、このタイプの廃棄物処理は、操作上の安全性の問題（日本の東海工場のビチューメン化工場で発生したような火災の危険）^{[97] [98]と深い岩石層での}地層処分に関連する長期安定性の問題のために放棄されました。主な問題の1つは、放射線や水にさらされたビチューメンの膨張です。ビチューメンの膨張は、アルファ線とガンマ線の放射線分解によって生成された水素ガス泡の存在のために、放射線によって最初に誘発されます。^{[99] [100]} 2つ目のメカニズムは、水や湿気にさらされたカプセル化された吸湿性塩が再水和して溶解し始めるときのマトリックスの膨張です。ビチューメン化されたマトリックス内の細孔溶液中の高濃度の塩は、ビチューメン化されたマトリックス内で浸透圧効果を引き起こします。水は濃縮された塩の方向に移動し、ビチューメンは半透膜として機能します。これもマトリックスの膨張を引き起こします。一定容積下での浸透圧効果による膨張圧力は、200バールにも達することがあります。適切に管理されない場合、この高圧により、ビチューメン化された中レベル廃棄物の処分ギャラリーの近傍で亀裂が生じる可能性があります。ビチューメン化されたマトリックスが膨張によって変化すると、カプセル化された放射性核種は地下水との接触によって容易に浸出され、地圏に放出されます。濃縮された食塩水の高いイオン強度も、粘土質の母岩内での放射性核種の移動を促進します。化学的に反応性の高い硝酸塩の存在は、酸化条件を確立し、酸化還元に敏感な放射性核種の還元を妨げることで、母岩中の酸化還元条件にも影響を及ぼす可能性がある。高原子価のセレン、テクネチウム、ウラン、ネプツニウム、プルトニウムなどの元素の放射性核種は、 溶解度が高く、水中では非遅延性アニオンとして存在することが多い。このため、中レベルのビチューメン廃棄物の処分は非常に困難である。

さまざまな種類のビチューメンが使用されています。吹き込みビチューメン（蒸留後に高温で空気中の酸素で部分的に酸化され、より硬い）と直接蒸留ビチューメン（より柔らかい）です。飽和炭化水素の含有量が多いメクスファルテのような吹き込みビチューメンは、飽和炭化水素の含有量が少なく芳香族炭化水素の含有量が多い直接蒸留ビチューメンよりも微生物によって分解されやすいです。^[101]

原子力産業と廃棄物管理団体 は現在、放射性廃棄物のコンクリート封入がより安全な代替手段であると考えている。

残りのビチューメン消費量の大部分は、屋根板とロール屋根材に使用されています。その他の用途には、牛のスプレー、柵柱の処理、布地の防水加工などがあります。ビチューメンは、特に鉄鋼に使用されることで知られる漆器である黒漆を作るのに使用され、また、一部の外装塗料供給会社では、塗料やマーカーのインクに使用して、塗料やインクの耐候性や耐久性を高め、色を濃くしています。 ^{[102]ビチューメンは、製造工程で一部のアルカリ電池を密封するのにも使用されます。ビチューメンは、}凹版印刷のエッチング工程の下地としても一般的に使用されています。

2019年には約1億6400万トンが生産されました。これは「重い」（つまり蒸留が難しい）留分として得られます。沸点が約500°Cを超える物質はアスファルトと見なされます。真空蒸留により、原油（ナフサ、ガソリン、ディーゼルなど）の他の成分から分離されます。得られた材料は通常、さらに処理されて、少量ですが貴重な潤滑剤が抽出され、用途に合わせて材料の特性が調整されます。脱アスファルトユニットでは、原油ビチューメンを超臨界相でプロパンまたはブタンで処理して、より軽い分子を抽出し、分離します。製品を「吹き込む」、つまり酸素と反応させることで、さらに処理することができます。このステップにより、製品はより硬く、より粘性になります。^[6]

ビチューメンは通常、約 150 °C (302 °F) の温度で保管および輸送されます。流動性を保つために、出荷前にディーゼル油または灯油が混ぜられることがあります。配達時に、これらの軽い材料は混合物から分離されます。この混合物は、しばしば「ビチューメン フィードストック」または BFS と呼ばれます。一部のダンプ トラックは、材料を暖かく保つために、高温のエンジン排気ガスをダンプ ボディのパイプに通します。アスファルトを運ぶダンプカーや一部のハンドリング機器の背面にも、充填前に離型剤がスプレーされ、離型を促進します。ディーゼル油は、環境問題のため、 離型剤として使用されなくなりました。

堆積岩に含浸した天然の粗ビチューメンは、現在カナダのアルバータ州で開発中の「オイルサンド」からの石油生産の主な原料です。カナダは世界の天然ビチューメン供給のほとんどを保有しており、その面積は14万平方キロメートル^[16]（イングランドよりも広い面積）に及び、世界で2番目に大きい石油確認埋蔵量となっています。アサバスカのオイルサンドはカナダ最大のビチューメン鉱床であり、露天掘りで採掘できる唯一の鉱床ですが、最近の技術革新により、より深い鉱床でも原位置法で採掘できるようになりました。 2003年以降の石油価格の上昇により、ビチューメン生産は大きな利益を生むようになりましたが、2014年以降の原油価格の下落により、再び新しい工場を建設することは不採算になりました。 2014年までに、カナダの原油ビチューメン生産量は1日平均約230万バレル（37万m3 ^）となり、 2020年までに1日あたり440万バレル（70万m3）^{に増加すると予測されました。[17]}アルバータ州で抽出可能な原油ビチューメンの総量は約3,100億バレル（50 × 109m3^）と推定されており、^[10]これは1日あたり440万バレル（70万m3 /日）の速度で 約²⁰⁰年間持続します。 ^

経済的には競争力がないものの、ビチューメンは砂糖、糖蜜、米、トウモロコシ、ジャガイモのでんぷんなどの石油由来ではない再生可能な資源から作ることができます。また、使用済みエンジンオイルを分留することで廃棄物からビチューメンを作ることもできます。使用済みエンジンオイルは、焼却処分や埋め立て処分されることもあります。エンジンオイルを使用すると、寒冷な気候では早期にひび割れが発生し、道路の舗装を頻繁にやり直す必要が生じます。^[103]

石油由来でないアスファルトバインダーは明るい色にすることができます。明るい色の道路は太陽放射からの熱を吸収しにくくなり、都市のヒートアイランド現象への影響が軽減されます。^[104]ビチューメン代替品を使用する駐車場はグリーン駐車場と呼ばれます。

セレニッツァは、アルバニアのセレニツェにある天然鉱床で見つかった、天然の固体炭化水素ビチューメンです。セレニツェは、現在も使用されている唯一のヨーロッパのアスファルト鉱山です。ビチューメンは、ほぼ水平方向に亀裂を埋める鉱脈の形で見つかります。ビチューメン含有量は 83% から 92% (二硫化炭素に可溶) で、針入度はほぼゼロ、軟化点 (リングとボール) は約 120 °C です。主にシリカ鉱石からなる不溶性物質は、8% から 17% の範囲です。

アルバニアのビチューメン採掘には長い歴史があり、ローマ人によって組織的に行われていた。数世紀にわたる沈黙の後、アルバニアのビチューメンに関する最初の言及は、フランス人コカンがアルバニアのビチューメン鉱床の地質学的記述を初めて出版した1868年に初めて現れた。1875年に採掘権はオスマン帝国政府に与えられ、1912年にイタリアの会社シムサに譲渡された。1945年以来、鉱山はアルバニア政府によって採掘され、2001年から現在まで、経営はフランス企業に引き継がれ、天然ビチューメンの工業規模での生産のための採掘プロセスが組織化された。^[105]

現在、この鉱山は主に露天採石場で採掘されていますが、多数の地下鉱山（深く、数キロメートルに及ぶ）のいくつかは今でも採掘可能です。セレニッツァは、鉱山で選別されたビチューメン片を溶かした後、主に粒状の形で生産されます。

セレニッツァ^[106]は、主に道路建設部門の添加剤として使用されています。従来のビチューメンと混合して、粘弾性と耐老化性の両方を改善します。タンク内で熱いビチューメンと混合することもできますが、粒状であるため、ミキサーまたは通常のアスファルト工場のリサイクルリングに供給できます。その他の一般的な用途には、歩道、橋、駐車場、市街地道路用のマスチックアスファルトの製造、石油およびガス産業の掘削流体添加剤などがあります。セレニッツァは、さまざまな粒子サイズの粉末または粒状物​​質で提供され、袋または熱融着ポリエチレンバッグに包装されています。

天然セレニッツァと石油ビチューメンを比較したライフサイクルアセスメント研究では、二酸化炭素排出量の点で、セレニッツァの環境への影響は石油精製所で生産される道路用アスファルトの約半分であることが示されています。^[107]

ビチューメンは建設業界でよくリサイクルされる材料です。ビチューメンを含む最も一般的なリサイクル材料は、再生アスファルト舗装材（RAP）と再生アスファルトシングル（RAS）です。RAPは米国で他のどの材料よりも高い割合でリサイクルされており、^[108]通常、約5〜6％のビチューメンバインダーが含まれています。アスファルトシングルには通常、20〜40％のビチューメンバインダーが含まれています。^[109]

ビチューメンは、酸化、蒸発、浸出、物理的硬化により、時間の経過とともに自然に硬くなります。^[110]このため、リサイクルアスファルトは通常、バージンアスファルト、軟化剤、および/または再生添加剤と組み合わせて、物理的および化学的特性を回復します。^[111]

アスファルトは通常、舗装混合物の4〜5％（重量比）しか占めませんが、舗装の結合剤として、道路舗装材料のコストの中で最も高価な部分でもあります。^[21]

現代の舗装にビチューメンが使われ始めた頃、石油精製業者はビチューメンを無料で配っていました。しかし、現在ではビチューメンは取引量の多い商品です。21 世紀初頭にはビチューメンの価格が大幅に上昇しました。米国政府の報告書には次のように記されています。

「2002年、アスファルトは1トンあたり約160ドルで販売されていました。2006年末までにコストは1トンあたり約320ドルに倍増し、2012年には再びほぼ倍増して1トンあたり約610ドルになりました。」^[21]

報告書によれば、「平均的な」1マイル（1.6キロメートル）の4車線高速道路には「300トンのアスファルト」が使用され、「2002年には約4万8000ドルのコストがかかった。2006年には9万6000ドル、2012年には18万3000ドルに増加した。わずか10年で高速道路1マイルあたり約13万5000ドルの増加となった。」^[21]

中東は、特にインドと中国へのビチューメンの重要な輸出国である。Argus Bitumen Report (2024/07/12) によると、インドは大規模なインフラプロジェクトに牽引され、最大の輸入国となっている。このレポートでは、今後5年間のインドのビチューメン輸入は年平均4.5%で増加すると予測している一方、中国の輸入は年平均3.8%で増加すると予想されている。現在のインドへの輸出価格は1トンあたり約350ドル、中国は1トンあたり約360ドルである。中東の原油生産における戦略的優位性が、これらの需要を満たす能力を支えている。^[112]

職場では、煙を吸い込んだり皮膚に吸収されたりしてビチューメンにさらされる可能性がある。国立労働安全衛生研究所（NIOSH）は、15分間で5mg/m3の^推奨曝露限度を設定している。 ^[113]

ビチューメンは、舗装材、屋根材、その他の用途の材料の製造に使用できる程度まで加熱または希釈する必要がある、主に不活性な材料です。国際がん研究機関(IARC) は、ビチューメンに関連する潜在的な健康被害を調査し、主に温度などの適用パラメータが、職業上の暴露とビチューメン排出物の潜在的な生物学的発がん性ハザード/リスクに影響を与えると判断しました。^[114]特に、199 °C (390 °F) を超える温度では、アスファルト舗装混合物の製造と配置で通常使用されるような低温にビチューメンを加熱した場合よりも、暴露リスクが高くなることが示されました。^{[115] IARC は、舗装アスファルト煙を}クラス 2B の発がん性物質に分類しており、ヒトに対する発がん性の証拠が不十分であることを示しています。^[114]

2020年に科学者らは、ビチューメンが現在、特に暑く晴れた時期に都市部における大気汚染の重大な原因となっているが、ほとんど見過ごされていると報告した。 ^{[116] [117]}

ヒマラヤで発見されシラジットとして知られるビチューメンのような物質は、アーユルヴェーダの薬として使用されることもありますが、実際にはタール、樹脂、ビチューメンではありません。^[118]

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• レイ、マクスウェル G. (1992)、世界の道：世界の道路とそれを使った乗り物の歴史、ラトガース大学出版、ISBN 978-0-8135-2691-1

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• 舗装インタラクティブ – アスファルト
• CSU サクラメント、世界的に有名なアスファルト博物館! 2007 年 5 月 29 日、Wayback Machineにアーカイブ
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