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Reinforcing Effects of Carbon Black on Asphalt Binder for Pavement
| Title: | Reinforcing Effects of Carbon Black on Asphalt Binder for Pavement |
| Other Titles: | カーボンブラック添加による舗装用アスファルトの補強効果 |
| Authors: | Yamaguchi, Katsuyuki1 Browse this author | | Sasaki, Iwao2 Browse this author →KAKEN DB | | Nishizaki, Itaru3 Browse this author | | Meiarashi, Seishi4 Browse this author | | Moriyoshi, Akihiro5 Browse this author →KAKEN DB |
| Authors(alt): | 山口, 勝之1 | | 佐々木, 厳2 | | 西崎, 到3 | | 明嵐, 政司4 | | 森吉, 昭博5 |
| Keywords: | Asphalt binder | | Reinforcement | | Carbon black | | SHRP |
| Issue Date: | 2005 |
| Publisher: | Japan Petroleum Institute |
| Journal Title: | Journal of the Japan Petroleum Institute |
| Volume: | 48 |
| Issue: | 6 |
| Start Page: | 373 |
| End Page: | 379 |
| Publisher DOI: | 10.1627/jpi.48.373 |
| Abstract: | Carbon black, used as a reinforcing filler for rubber materials, was evaluated for asphalt binders in pavements. Carbon black added to straight asphalt within 20 wt% caused an increase in the elastic modulus and a decrease in the viscosity of the asphalt, especially at temperatures higher than room temperature. Addition of carbon black raised the maximum service temperature of asphalt in the category of the binder performance grade according to the SHRP (Strategic Highway Research Program) specifications. On the other hand, addition of carbon black also increased the failure strain at low temperatures. Furthermore, addition of carbon black reduced the coefficient of thermal expansion (CTE) of asphalt to closer to that of aggregates. In asphalt mixtures, tensile stress occurs at the boundary between asphalt and aggregate with decreasing temperature due to the CTE difference. Addition of carbon black reduced this stress. Carbon black addition to asphalt has the potential to improve both deformation resistance in the high temperature region and crack resistance in the low temperature region, which were empirically considered to be contradictory. Therefore, carbon black is an effective filler for improving the durability of asphalt pavements. | | ゴム材料の補強用充填材として知られるカーボンブラックを取り上げ，舗装用アスファルトへの利用の可能性について検討を行った。20 wt％（外割，pha = parts per hundred asphalt）までの範囲でカーボンブラックを添加したストレートアスファルトの性状を調べた。常温域から高温側において，カーボンブラックの添加はアスファルト単体の弾性率を増大させ粘性傾向を低下させた。これにより，SHRP（Strategic highway research program）規格のパフォーマンスグレードの分類上，供用可能な温度範囲が高温側に拡大することが確認された。一方，低温域ではカーボンブラックの添加は破壊時のひずみを大きくすることが判明した。さらに，カーボンブラック添加は，アスファルトの熱膨張係数を小さくし，骨材のそれに近づける効果も生み出した。アスファルト混合物では，温度の低下に伴いアスファルトと骨材の熱膨張係数の差に起因してその界面に応力が発生することが知られているが，カーボンブラックの添加はこの応力の軽減にも貢献することが期待される。アスファルトへのカーボンブラックの添加は，経験的に相反する性状とされている高温域における変形に対する抵抗性と低温域におけるひび割れに対する抵抗性を両立して改善できる可能性があり，アスファルト舗装の耐久性を向上する一つの有効な策と考えられる。 |
| Type: | article |
| URI: | http://hdl.handle.net/2115/40073 |
| Appears in Collections: | 工学院・工学研究院 (Graduate School of Engineering / Faculty of Engineering) > 雑誌発表論文等 (Peer-reviewed Journal Articles, etc)
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Submitter: 森吉 昭博
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