TED日本語 - 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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TED日本語 - 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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自己修復能力をもったアスファルト
A "self-healing" asphalt
エリック・シュランゲン
Erik Schlangen

内容

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)

Script

(Hammer)

(Laughter)

(Microwave beeps) (Laughter)

You probably all agree with me that this is a very nice road. It's made of asphalt, and asphalt is a very nice material to drive on, but not always, especially not on these days as today, when it's raining a lot. Then you can have a lot of splash water in the asphalt. And especially if you then ride with your bicycle, and pass these cars, then that's not very nice. Also, asphalt can create a lot of noise. It's a noisy material, and if we produce roads like in the Netherlands, very close to cities, then we would like a silent road.

The solution for that is to make roads out of porous asphalt. Porous asphalt, a material that we use now in most of the highways in the Netherlands, it has pores and water can just rain through it, so all the rainwater will flow away to the sides, and you have a road that's easy to drive on, so no splash water anymore. Also the noise will disappear in these pores. Because it's very hollow, all the noise will disappear, so it's a very silent road.

It also has disadvantages, of course, and the disadvantage of this road is that raveling can occur. What is raveling? You see that in this road that the stones at the surface come off. First you get one stone, then several more, and more and more and more and more, and then they -- well, I will not do that. (Laughter) But they can damage your windshield, so you're not happy with that. And finally, this raveling can also lead to more and more damage. Sometimes you can create potholes with that. Ha. He's ready.

Potholes, of course, that can become a problem, but we have a solution. Here you see actually how the damage appears in this material. It's a porous asphalt, like I said, so you have only a small amount of binder between the stones. Due to weathering, due to U.V. light, due to oxidation, this binder, this bitumen, the glue between the aggregates is going to shrink, and if it shrinks, it gets micro-cracks, and it delaminates from the aggregates. Then if you drive over the road, you take out the aggregates -- what we just saw here. To solve this problem, we thought of self-healing materials. If we can make this material self-healing, then probably we have a solution. So what we can do is use steel wool just to clean pans, and the steel wool we can cut in very small pieces, and these very small pieces we can mix to the bitumen. So then you have asphalt with very small pieces of steel wool in it. Then you need a machine, like you see here, that you can use for cooking -- an induction machine. Induction can heat, especially steel; it's very good at that. Then what you do is you heat up the steel, you melt the bitumen, and the bitumen will flow into these micro-cracks, and the stones are again fixed to the surface.

Today I use a microwave because I can not take the big induction machine here onstage. So a microwave is a similar system. So I put the specimen in, which I'm now going to take out to see what happened. So this is the specimen coming out now.

So I said we have such an industrial machine in the lab to heat up the specimens. We tested a lot of specimens there, and then the government, they actually saw our results, and they thought, "Well, that's very interesting. We have to try that." So they donated to us a piece of highway,400 meters of the A58, where we had to make a test track to test this material. So that's what we did here. You see where we were making the test road, and then of course this road will last several years without any damage. That's what we know from practice. So we took a lot of samples from this road and we tested them in the lab. So we did aging on the samples, did a lot of loading on it, healed them with our induction machine, and healed them and tested them again. Several times we can repeat that. So actually, the conclusion from this research is that if we go on the road every four years with our healing machine -- this is the big version we have made to go on the real road -- if we go on the road every four years we can double the surface life of this road, which of course saves a lot of money.

Well, to conclude, I can say that we made a material using steel fibers, the addition of steel fibers, using induction energy to really increase the surface life of the road, double the surface life you can even do, so it will really save a lot of money with very simple tricks.

And now you're of course curious if it also worked. So we still have the specimen here. It's quite warm. Actually, it still has to cool down first before I can show you that the healing works. But I will do a trial. Let's see. Yeah, it worked. Thank you. (Applause)

(ハンマーの音)

(笑)

(電子レンジの操作音)(笑)

この写真の道路は きれいに舗装された 道路ですね これはアスファルト製のものです アスファルトという素材は運転には快適ですが でも常に良いとは限りません例えば今日の様な どしゃぶりの日など 路面に水が溜まり水がはね放題です こういう時に自転車に乗っていて 横を車が通ったりするともう最悪ですね アスファルトのもう一つの欠点は騒音です うるさい素材なんです オランダの都市部の近くでは 静かな道路が望まれます

これらの問題を解決するのがポーラスアスファルト 多孔質のアスファルト舗装です 現在 オランダの幹線の ほとんどで ポーラスアスファルトという素材が使われています この素材には空隙がたくさんあり 雨水は全て路肩に流れるので 運転も楽になりますし 水はねの心配もなくなります 更に この溝のおかげでノイズもなくなります たくさんの空隙が走行音を吸収してくれます つまり とても静かな道路になるんです

しかし もちろん良いことばかりではありません 問題点は表層の剥離です 剥離とは こちらの画像のように 表面の砂利が剥がれてしまうことです 砂利や砕石が 最初は1つそこから 徐々に少しづつ 次第にどんどん剥がれていき 最終的には…皆さんにはぶつけませんよ (笑) でも フロントガラスには傷がつきます これは好ましくありませんね 剥離が さらに進んでしまうと ここから窪みができることもあります 彼は釣りを楽しんでいますね

窪みも もちろん問題になりますが 解決策をご紹介します こちらはダメージを図式化したものです このアスファルトは多孔質であるため 砂利間の結合材の量は少ないんです 風化、紫外線、酸化が原因となって 結合材となっている アスファルト自体が収縮すると 小さな亀裂が生じ 砂利から浮いてしまいます この上を車が走れば砂利がとれてしまいますから 先程見たような光景になってしまうんです 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 アスファルトに自己修復能力を付与できれば 問題解決となるかもしれません 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 まずは これを細かく切り刻みます そしてアスファルトに混ぜ込むと スチールウールの破片入りの アスファルトが出来上がります 次に必要なのがこのような機械です 調理にも使われる誘導加熱機です 誘導による発熱は特にスチールで効果的です さて スチールが加熱されると アスファルトが溶けます 溶けたものが ひび割れに流れ込み 砂利がまた表面に固定される仕組みです

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 電子レンジで代用しています 電子レンジでも似たようなことができます 中に入れておいたサンプルを取り出しますよ どうなっているでしょうか こちらが過熱しておいたサンプルです

ラボにはサンプル加熱用の大型のものがあると お話しましたが これを使って いろいろなサンプルをテストしました 政府はこの結果に興味を示し 実際に試せるかということになり 試験用の道路を作って この素材をテストが出来るよう国道A58の一部 400 m を割り当ててくれました これが試験用の道路を作っている所です もちろん この道路は破損なしに数年はもつはずです これが実環境でのテスト結果です この道路からたくさんのサンプルを採取して ラボでテストを行いました サンプルで耐久テストを行い 負荷をかけては誘導加熱機で修復しました 修復後 またテストをし これを何回も繰り返します この研究から分かったことは 4年に一度 道路に出向いて 私たちが製作した大型の 誘導加熱機と共に 4年ごとに 道路に出向き 修復することで この道路の寿命を2倍に延ばせるんです これは大きなコスト削減になります

結論ですが 私たちはスチールウールと 誘導エネルギーを利用して機能する 新素材を作り上げました これで道路の寿命を延ばせるんです 2倍にまで伸ばすことが可能です 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

さて こちらの方も上手く行ったか気になりますね こちらがサンプルですがまだ かなり暖かいです 上手く融着したか お見せする前に 本当は冷まさないとだめですが 試しに見てみましょうか どうでしょうかくっついていますね ありがとうございました (拍手)

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品詞分類

  • 主語
  • 動詞
  • 助動詞
  • 準動詞
  • 関係詞等

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