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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」

October 5, 2012

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)

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

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Double-click the English subtitles below to play the video.
(Hammer)
(ハンマーの音)
00:52
(Laughter)
(笑)
00:58
(Microwave beeps) (Laughter)
(電子レンジの操作音)
(笑)
01:19
You probably all agree with me
この写真の道路は
01:31
that this is a very nice road.
きれいに舗装された 道路ですね
01:33
It's made of asphalt,
これはアスファルト製のものです
01:35
and asphalt is a very nice material to drive on,
アスファルトという素材は
運転には快適ですが
01:37
but not always, especially not on these days as today,
でも常に良いとは限りません
例えば今日の様な
01:41
when it's raining a lot.
どしゃぶりの日など
01:45
Then you can have a lot of splash water in the asphalt.
路面に水が溜まり
水がはね放題です
01:47
And especially if you then ride with your bicycle,
こういう時に自転車に乗っていて
01:50
and pass these cars, then that's not very nice.
横を車が通ったりすると
もう最悪ですね
01:52
Also, asphalt can create a lot of noise.
アスファルトのもう一つの欠点は
騒音です
01:56
It's a noisy material,
うるさい素材なんです
01:59
and if we produce roads like in the Netherlands,
オランダの都市部の近くでは
02:01
very close to cities, then we would like a silent road.
静かな道路が望まれます
02:03
The solution for that is to make roads
これらの問題を解決するのが
ポーラスアスファルト
02:07
out of porous asphalt.
多孔質のアスファルト舗装です
02:10
Porous asphalt, a material that we use now
現在 オランダの幹線の ほとんどで
02:13
in most of the highways in the Netherlands,
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 has pores and water can just rain through it,
この素材には空隙がたくさんあり
02:18
so all the rainwater will flow away to the sides,
雨水は全て路肩に流れるので
02:21
and you have a road that's easy to drive on,
運転も楽になりますし
02:24
so no splash water anymore.
水はねの心配もなくなります
02:26
Also the noise will disappear in these pores.
更に この溝のおかげで
ノイズもなくなります
02:28
Because it's very hollow, all the noise will disappear,
たくさんの空隙が
走行音を吸収してくれます
02:31
so it's a very silent road.
つまり とても静かな道路になるんです
02:34
It also has disadvantages, of course,
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 of this road is that raveling can occur.
問題点は表層の剥離です
02:40
What is raveling? You see that in this road
剥離とは こちらの画像のように
02:44
that the stones at the surface come off.
表面の砂利が剥がれてしまうことです
02:47
First you get one stone, then several more,
砂利や砕石が 最初は1つ
そこから 徐々に少しづつ
02:50
and more and more and more and more,
次第にどんどん剥がれていき
02:55
and then they -- well, I will not do that. (Laughter)
最終的には…
皆さんにはぶつけませんよ (笑)
02:57
But they can damage your windshield,
でも フロントガラスには傷がつきます
03:01
so you're not happy with that.
これは好ましくありませんね
03:03
And finally, this raveling can also lead to more and more damage.
剥離が さらに進んでしまうと
03:05
Sometimes you can create potholes with that.
ここから窪みができることもあります
03:09
Ha. He's ready.
彼は釣りを楽しんでいますね
03:12
Potholes, of course, that can become a problem,
窪みも もちろん問題になりますが
03:16
but we have a solution.
解決策をご紹介します
03:19
Here you see actually how the damage appears in this material.
こちらはダメージを図式化したものです
03:21
It's a porous asphalt, like I said, so you have only
このアスファルトは多孔質であるため
03:24
a small amount of binder between the stones.
砂利間の結合材の量は少ないんです
03:26
Due to weathering, due to U.V. light, due to oxidation,
風化、紫外線、酸化が原因となって
03:29
this binder, this bitumen,
結合材となっている
03:32
the glue between the aggregates is going to shrink,
アスファルト自体が収縮すると
03:35
and if it shrinks, it gets micro-cracks,
小さな亀裂が生じ
03:37
and it delaminates from the aggregates.
砂利から浮いてしまいます
03:39
Then if you drive over the road, you take out the aggregates --
この上を車が走れば
砂利がとれてしまいますから
03:41
what we just saw here.
先程見たような光景になってしまうんです
03:44
To solve this problem, we thought of self-healing materials.
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 we can make this material self-healing,
アスファルトに
自己修復能力を付与できれば
03:50
then probably we have a solution.
問題解決となるかもしれません
03:53
So what we can do is use steel wool just to clean pans,
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
03:56
and the steel wool we can cut in very small pieces,
まずは これを細かく切り刻みます
04:01
and these very small pieces we can mix to the bitumen.
そしてアスファルトに混ぜ込むと
04:04
So then you have asphalt
スチールウールの破片入りの
04:08
with very small pieces of steel wool in it.
アスファルトが出来上がります
04:10
Then you need a machine, like you see here,
次に必要なのがこのような機械です
04:13
that you can use for cooking -- an induction machine.
調理にも使われる
誘導加熱機です
04:16
Induction can heat, especially steel; it's very good at that.
誘導による発熱は
特にスチールで効果的です
04:19
Then what you do is you heat up the steel,
さて スチールが加熱されると
04:23
you melt the bitumen,
アスファルトが溶けます
04:26
and the bitumen will flow into these micro-cracks,
溶けたものが ひび割れに
流れ込み
04:27
and the stones are again fixed to the surface.
砂利がまた表面に固定される仕組みです
04:30
Today I use a microwave because I cannot 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
04:33
the big induction machine here onstage.
電子レンジで代用しています
04:37
So a microwave is a similar system.
電子レンジでも
似たようなことができます
04:39
So I put the specimen in, which I'm now going to take out
中に入れておいた
サンプルを取り出しますよ
04:42
to see what happened.
どうなっているでしょうか
04:46
So this is the specimen coming out now.
こちらが過熱しておいたサンプルです
04:49
So I said we have such an industrial machine in the lab
ラボにはサンプル加熱用の
大型のものがあると
04:51
to heat up the specimens.
お話しましたが これを使って
04:56
We tested a lot of specimens there,
いろいろなサンプルをテストしました
04:58
and then the government, they actually saw our results,
政府はこの結果に興味を示し
05:00
and they thought, "Well, that's very interesting. We have to try that."
実際に試せるかということになり
05:03
So they donated to us a piece of highway,
試験用の道路を作って
05:07
400 meters of the A58, where we had to make
この素材をテストが出来るよう
国道A58の一部
05:10
a test track to test this material.
400 m を割り当ててくれました
05:13
So that's what we did here. You see where we were making the test road,
これが試験用の道路を
作っている所です
05:16
and then of course this road will last several years
もちろん この道路は破損なしに
数年はもつはずです
05:19
without any damage. That's what we know from practice.
これが実環境でのテスト結果です
05:24
So we took a lot of samples from this road
この道路から
たくさんのサンプルを採取して
05:27
and we tested them in the lab.
ラボでテストを行いました
05:30
So we did aging on the samples,
サンプルで耐久テストを行い
05:32
did a lot of loading on it, healed them with our induction machine,
負荷をかけては
誘導加熱機で修復しました
05:35
and healed them and tested them again.
修復後 またテストをし
05:39
Several times we can repeat that.
これを何回も繰り返します
05:41
So actually, the conclusion from this research is that
この研究から分かったことは
05:43
if we go on the road every four years
4年に一度 道路に出向いて
05:46
with our healing machine -- this is the big version
私たちが製作した大型の
05:49
we have made to go on the real road --
誘導加熱機と共に 4年ごとに
05:52
if we go on the road every four years
道路に出向き 修復することで
05:54
we can double the surface life of this road,
この道路の寿命を2倍に延ばせるんです
05:56
which of course saves a lot of money.
これは大きなコスト削減になります
05:59
Well, to conclude, I can say
結論ですが
06:01
that we made a material
私たちはスチールウールと
06:04
using steel fibers, the addition of steel fibers,
誘導エネルギーを利用して機能する
06:06
using induction energy to really
新素材を作り上げました
06:10
increase the surface life of the road,
これで道路の寿命を延ばせるんです
06:13
double the surface life you can even do,
2倍にまで伸ばすことが可能です
06:15
so it will really save a lot of money with very simple tricks.
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
06:17
And now you're of course curious if it also worked.
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 we still have the specimen here. It's quite warm.
こちらがサンプルですが
まだ かなり暖かいです
06:24
Actually, it still has to cool down first
上手く融着したか お見せする前に
06:27
before I can show you that the healing works.
本当は冷まさないとだめですが
06:30
But I will do a trial.
試しに見てみましょうか
06:32
Let's see. Yeah, it worked.
どうでしょうか
くっついていますね
06:35
Thank you.
ありがとうございました
06:38
(Applause)
(拍手)
06:39
Translator:Takahiro Shimpo
Reviewer:Takafusa Kitazume

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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.

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Data provided by TED.

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