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TEDxDelft

Erik Schlangen: A "self-healing" asphalt

エリック・シュランゲン「自己修復能力をもったアスファルト」

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鋪装の行き渡った道路は見た目には素敵ですが、簡単に破損してしまい、修理コストがかさむものです。エリック・シュランゲンが、どこにでもある素材を利用して作った、驚愕の特性を備えた新たな多孔性アスファルトのデモをお見せします。なんと、破損しても誘導加熱を加えることで「修復」するのです。(撮影場所: TEDxDelft)

- Experimental micromechanics pioneer
Erik Schlangen is a civil engineer and pioneer of experimental micromechanics, who focuses on making industrial materials more durable. Full bio

(Hammerハンマー)
(ハンマーの音)
00:53
(Laughter笑い)
(笑)
00:59
(Microwave電子レンジ beepsビープ音) (Laughter笑い)
(電子レンジの操作音)
(笑)
01:19
Youあなたが probably多分 allすべて agree同意する with〜と me
この写真の道路は
01:31
thatそれ thisこの is a very非常に niceいい road道路.
きれいに舗装された 道路ですね
01:33
It'sそれは、します。 made of asphaltアスファルト,
これはアスファルト製のものです
01:36
and asphaltアスファルト is a very非常に niceいい material材料 to driveドライブ on,
アスファルトという素材は
運転には快適ですが
01:38
butだけど notない always常に, especially特に notない on theseこれら days日々 as today今日,
でも常に良いとは限りません
例えば今日の様な
01:41
whenいつ it'sそれは raining a lot.
どしゃぶりの日など
01:45
Thenそうしたら you君は can have a lot of splashスプラッシュ water in the asphaltアスファルト.
路面に水が溜まり
水がはね放題です
01:47
And especially特に ifif you君は then次に rideライド with〜と yourきみの bicycle自転車,
こういう時に自転車に乗っていて
01:50
and passパス theseこれら cars, then次に that'sそれは notない very非常に niceいい.
横を車が通ったりすると
もう最悪ですね
01:53
Alsoまた、, asphaltアスファルト can create作成する a lot of noiseノイズ.
アスファルトのもう一つの欠点は
騒音です
01:56
It'sそれは、します。 a noisyうるさい material材料,
うるさい素材なんです
02:00
and ifif we我々 produce作物 roads道路 like in the Netherlandsオランダ,
オランダの都市部の近くでは
02:01
very非常に close閉じる to cities都市, then次に we我々 would like a silentサイレント road道路.
静かな道路が望まれます
02:04
The solution溶液 for thatそれ is to make作る roads道路
これらの問題を解決するのが
ポーラスアスファルト
02:08
outでる of porous多孔質の asphaltアスファルト.
多孔質のアスファルト舗装です
02:11
Porous多孔質 asphaltアスファルト, a material材料 thatそれ we我々 useつかいます now
現在 オランダの幹線の ほとんどで
02:13
in most最も of the highwaysハイウェイ in the Netherlandsオランダ,
ポーラスアスファルトという
素材が使われています
02:15
itそれ has pores毛穴 and water can justちょうど rain throughを通して itそれ,
この素材には空隙がたくさんあり
02:18
soそう allすべて the rainwater雨水 will flowフロー away離れて to the sides両側,
雨水は全て路肩に流れるので
02:22
and you君は have a road道路 that'sそれは easy簡単 to driveドライブ on,
運転も楽になりますし
02:25
soそう noいいえ splashスプラッシュ water anymoreもう.
水はねの心配もなくなります
02:27
Alsoまた、 the noiseノイズ will disappear姿を消す in theseこれら pores毛穴.
更に この溝のおかげで
ノイズもなくなります
02:29
Becauseというのは it'sそれは very非常に hollow中空, allすべて the noiseノイズ will disappear姿を消す,
たくさんの空隙が
走行音を吸収してくれます
02:32
soそう it'sそれは a very非常に silentサイレント road道路.
つまり とても静かな道路になるんです
02:35
Itそれ alsoまた、 has disadvantages欠点, of courseコース,
しかし もちろん
良いことばかりではありません
02:37
and the disadvantage不利益 of thisこの road道路 is thatそれ ravelingラブリング can occur発生する.
問題点は表層の剥離です
02:41
What is ravelingラブリング? Youあなたが see見る thatそれ in thisこの road道路
剥離とは こちらの画像のように
02:45
thatそれ the stones at the surface表面 come off.
表面の砂利が剥がれてしまうことです
02:48
Firstまずは you君は get one1 stone, then次に severalいくつかの moreもっと,
砂利や砕石が 最初は1つ
そこから 徐々に少しづつ
02:51
and moreもっと and moreもっと and moreもっと and moreもっと,
次第にどんどん剥がれていき
02:56
and then次に they彼ら -- well, I will notない do thatそれ. (Laughter笑い)
最終的には…
皆さんにはぶつけませんよ (笑)
02:58
Butだがしかし they彼ら can damage損傷 yourきみの windshieldフロントガラス,
でも フロントガラスには傷がつきます
03:01
soそう you'reあなたは notない happyハッピー with〜と thatそれ.
これは好ましくありませんね
03:04
And finally最後に, thisこの ravelingラブリング can alsoまた、 lead to moreもっと and moreもっと damage損傷.
剥離が さらに進んでしまうと
03:06
Sometimes時々 you君は can create作成する potholes with〜と thatそれ.
ここから窪みができることもあります
03:10
Ha. He's彼は ready準備完了.
彼は釣りを楽しんでいますね
03:12
Potholes, of courseコース, thatそれ can become〜になる a problem問題,
窪みも もちろん問題になりますが
03:17
butだけど we我々 have a solution溶液.
解決策をご紹介します
03:20
Hereここは you君は see見る actually実際に howどうやって the damage損傷 appears登場する in thisこの material材料.
こちらはダメージを図式化したものです
03:21
It'sそれは、します。 a porous多孔質の asphaltアスファルト, like I said前記, soそう you君は have onlyのみ
このアスファルトは多孔質であるため
03:24
a small小さい amount of binderバインダー betweenの間に the stones.
砂利間の結合材の量は少ないんです
03:26
Due支払期日 to weathering風化, due支払う to U.V. light, due支払う to oxidation酸化,
風化、紫外線、酸化が原因となって
03:29
thisこの binderバインダー, thisこの bitumenビチューメン,
結合材となっている
03:33
the glueグルー betweenの間に the aggregates集合体 is going to shrinkシュリンク,
アスファルト自体が収縮すると
03:35
and ifif itそれ shrinks収縮する, itそれ gets取得 micro-cracks微小亀裂,
小さな亀裂が生じ
03:38
and itそれ delaminates薄層化 fromから the aggregates集合体.
砂利から浮いてしまいます
03:40
Thenそうしたら ifif you君は driveドライブ over the road道路, you君は take outでる the aggregates集合体 --
この上を車が走れば
砂利がとれてしまいますから
03:42
what we我々 justちょうど saw hereここに.
先程見たような光景になってしまうんです
03:44
To solve解決する thisこの problem問題, we我々 thought of self-healing自己修復 materials材料.
この問題の解決に向けて
自己修復性アスファルトを思いつきました
03:47
Ifもし we我々 can make作る thisこの material材料 self-healing自己修復,
アスファルトに
自己修復能力を付与できれば
03:51
then次に probably多分 we我々 have a solution溶液.
問題解決となるかもしれません
03:54
Soだから what we我々 can do is useつかいます steel woolウール justちょうど to cleanクリーン pansパン,
さて 具体的にはフライパンをこする
スチールウールを使います
03:57
and the steel woolウール we我々 can cutカット in very非常に small小さい pieces作品,
まずは これを細かく切り刻みます
04:01
and theseこれら very非常に small小さい pieces作品 we我々 can mixミックス to the bitumenビチューメン.
そしてアスファルトに混ぜ込むと
04:05
Soだから then次に you君は have asphaltアスファルト
スチールウールの破片入りの
04:09
with〜と very非常に small小さい pieces作品 of steel woolウール in itそれ.
アスファルトが出来上がります
04:11
Thenそうしたら you君は need必要 a machine機械, like you君は see見る hereここに,
次に必要なのがこのような機械です
04:14
thatそれ you君は can useつかいます for cooking料理 -- an induction誘導 machine機械.
調理にも使われる
誘導加熱機です
04:16
Induction誘導 can heat, especially特に steel; it'sそれは very非常に good良い at thatそれ.
誘導による発熱は
特にスチールで効果的です
04:20
Thenそうしたら what you君は do is you君は heat upアップ the steel,
さて スチールが加熱されると
04:24
you君は melt溶かす the bitumenビチューメン,
アスファルトが溶けます
04:26
and the bitumenビチューメン will flowフロー into theseこれら micro-cracks微小亀裂,
溶けたものが ひび割れに
流れ込み
04:28
and the stones are again再び fixed一定 to the surface表面.
砂利がまた表面に固定される仕組みです
04:30
Today今日 I useつかいます a microwaveマイクロ波 becauseなぜなら I cannotできない take
本日はこのステージ上で
大型の誘導加熱機は使えませんので
04:34
the big大きい induction誘導 machine機械 hereここに onstageステージ上.
電子レンジで代用しています
04:38
Soだから a microwaveマイクロ波 is a similar類似 systemシステム.
電子レンジでも
似たようなことができます
04:40
Soだから I put the specimen検体 in, whichどの I'm私は now going to take outでる
中に入れておいた
サンプルを取り出しますよ
04:43
to see見る what happened起こった.
どうなっているでしょうか
04:46
Soだから thisこの is the specimen検体 coming到来 outでる now.
こちらが過熱しておいたサンプルです
04:50
Soだから I said前記 we我々 have suchそのような an industrial工業用 machine機械 in the lab研究室
ラボにはサンプル加熱用の
大型のものがあると
04:52
to heat upアップ the specimens標本.
お話しましたが これを使って
04:56
We私たち testedテストされた a lot of specimens標本 thereそこ,
いろいろなサンプルをテストしました
04:59
and then次に the government政府, they彼ら actually実際に saw our我々の results結果,
政府はこの結果に興味を示し
05:01
and they彼ら thought, "Well, that'sそれは very非常に interesting面白い. We私たち have to try thatそれ."
実際に試せるかということになり
05:04
Soだから they彼ら donated寄付された to us a pieceピース of highwayハイウェイ,
試験用の道路を作って
05:08
400 metersメートル of the A58, whereどこで we我々 had to make作る
この素材をテストが出来るよう
国道A58の一部
05:10
a testテスト trackトラック to testテスト thisこの material材料.
400 m を割り当ててくれました
05:14
Soだから that'sそれは what we我々 did hereここに. Youあなたが see見る whereどこで we我々 were making作る the testテスト road道路,
これが試験用の道路を
作っている所です
05:16
and then次に of courseコース thisこの road道路 will last最終 severalいくつかの years
もちろん この道路は破損なしに
数年はもつはずです
05:20
withoutなし anyどれか damage損傷. That'sそれです what we我々 know知っている fromから practice練習.
これが実環境でのテスト結果です
05:24
Soだから we我々 took取った a lot of samplesサンプル fromから thisこの road道路
この道路から
たくさんのサンプルを採取して
05:28
and we我々 testedテストされた themそれら in the lab研究室.
ラボでテストを行いました
05:30
Soだから we我々 did agingエージング on the samplesサンプル,
サンプルで耐久テストを行い
05:33
did a lot of loading読み込み中 on itそれ, healed癒された themそれら with〜と our我々の induction誘導 machine機械,
負荷をかけては
誘導加熱機で修復しました
05:36
and healed癒された themそれら and testedテストされた themそれら again再び.
修復後 またテストをし
05:39
Several複数 times we我々 can repeat繰り返す thatそれ.
これを何回も繰り返します
05:42
Soだから actually実際に, the conclusion結論 fromから thisこの research研究 is thatそれ
この研究から分かったことは
05:44
ifif we我々 go on the road道路 everyすべて four4つの years
4年に一度 道路に出向いて
05:46
with〜と our我々の healingヒーリング machine機械 -- thisこの is the big大きい versionバージョン
私たちが製作した大型の
05:49
we我々 have made to go on the realリアル road道路 --
誘導加熱機と共に 4年ごとに
05:52
ifif we我々 go on the road道路 everyすべて four4つの years
道路に出向き 修復することで
05:54
we我々 can doubleダブル the surface表面 life of thisこの road道路,
この道路の寿命を2倍に延ばせるんです
05:56
whichどの of courseコース saves保存する a lot of moneyお金.
これは大きなコスト削減になります
06:00
Well, to conclude結論づける, I can sayいう
結論ですが
06:02
thatそれ we我々 made a material材料
私たちはスチールウールと
06:04
usingを使用して steel fibers繊維, the addition添加 of steel fibers繊維,
誘導エネルギーを利用して機能する
06:07
usingを使用して induction誘導 energyエネルギー to really本当に
新素材を作り上げました
06:11
increase増加する the surface表面 life of the road道路,
これで道路の寿命を延ばせるんです
06:13
doubleダブル the surface表面 life you君は can even do,
2倍にまで伸ばすことが可能です
06:16
soそう itそれ will really本当に saveセーブ a lot of moneyお金 with〜と very非常に simple単純 tricksトリック.
つまり ちょっとした工夫で
大幅なコスト削減が見込めます
06:18
And now you'reあなたは of courseコース curious好奇心 ifif itそれ alsoまた、 worked働いた.
さて こちらの方も上手く行ったか
気になりますね
06:21
Soだから we我々 stillまだ have the specimen検体 hereここに. It'sそれは、します。 quiteかなり warm暖かい.
こちらがサンプルですが
まだ かなり暖かいです
06:25
Actually実際に, itそれ stillまだ has to coolクール downダウン first最初
上手く融着したか お見せする前に
06:28
before I can showショー you君は thatそれ the healingヒーリング works作品.
本当は冷まさないとだめですが
06:30
Butだがしかし I will do a trial試行.
試しに見てみましょうか
06:33
Let'sしてみましょう see見る. Yeahうん, itそれ worked働いた.
どうでしょうか
くっついていますね
06:36
Thankありがとうございます you君は.
ありがとうございました
06:38
(Applause拍手)
(拍手)
06:40
Translated by Takahiro Shimpo
Reviewed by Takafusa Kitazume

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About the speaker:

Erik Schlangen - Experimental micromechanics pioneer
Erik Schlangen is a civil engineer and pioneer of experimental micromechanics, who focuses on making industrial materials more durable.

Why you should listen

Erik Schlangen is a Civil Engineering professor at Delft University of Technology and the Chair of Experimental Micromechanics. His areas of research include durability mechanics and "self-healing" materials, like the asphalt and concrete he and his team have developed that can be repaired with induction. This special asphalt is made with tiny steel wool fibers, which, when heated with induction, extends the life of the material. Currently Schlangen and his team are testing the asphalt on the A58 road near Vilssingen in the Netherlands, with the hope that it can be used in future roads all over the country.

More profile about the speaker
Erik Schlangen | Speaker | TED.com