TEDxDelft
Erik Schlangen: A "self-healing" asphalt
Ерик Шланген: Самопоправящ се асфалт
Filmed:
Readability: 3.1
1,041,208 views
Павираните пътища изглеждат добре, но за съжаление те се повреждат бързо и поправките са скъпи. Ерик Шланген демонстрира нов тип порест асфалт, направен от елементарни материали, който има интересно свойство: при повреда, този асфалт може да бъде поправен чрез индукционно нагряване. (Заснето в 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
Erik Schlangen is a civil engineer and pioneer of experimental micromechanics, who focuses on making industrial materials more durable. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:53
(Hammer)
0
37295
2824
(Удар с чук)
00:59
(Laughter)
1
43184
4034
(Смях)
01:19
(Microwave beeps) (Laughter)
2
64076
5924
(Микровълнова печка издава звуци)(Смях)
01:31
You probably all agree with me
3
75696
2025
Всички вие най-вероятно ще се съгласите с мен,
01:33
that this is a very nice road.
4
77721
2775
че това е едно много хубав път.
01:36
It's made of asphalt,
5
80496
2159
Направено е от асфалт,
01:38
and asphalt is a very nice material to drive on,
6
82655
3234
и материалът асфалт е много добър за шофиране,
01:41
but not always, especially not on these days as today,
7
85889
4134
но не винаги, особено в дни като днес,
01:45
when it's raining a lot.
8
90023
1851
когато вали много.
01:47
Then you can have a lot of splash water in the asphalt.
9
91874
2948
В такова време има много локви на асфалта и по пътищата.
01:50
And especially if you then ride with your bicycle,
10
94822
2294
Особено ако карате колело.
01:53
and pass these cars, then that's not very nice.
11
97116
3945
и колите ви задминават, се получава доста неприятно.
01:56
Also, asphalt can create a lot of noise.
12
101061
3110
Също така, асфалтът генерира много шум.
02:00
It's a noisy material,
13
104171
1614
Асфалтът е шумен материал,
02:01
and if we produce roads like in the Netherlands,
14
105785
2444
и ако създаваме пътища като тези в Холандия,
02:04
very close to cities, then we would like a silent road.
15
108229
4132
много близо до градовете, те трябва да са тихи.
02:08
The solution for that is to make roads
16
112361
3269
Решението на този проблем е да правиме пътища
02:11
out of porous asphalt.
17
115630
2177
от порест асфалт.
02:13
Porous asphalt, a material that we use now
18
117807
1991
Порестият асфал е материал, който използваме сега
02:15
in most of the highways in the Netherlands,
19
119798
2959
за повечето магистрали в Холандия,
02:18
it has pores and water can just rain through it,
20
122757
3444
позволява на водата просто да минава през него,
02:22
so all the rainwater will flow away to the sides,
21
126201
2901
за да може всичката дъждовна вода да изтича,
02:25
and you have a road that's easy to drive on,
22
129102
2089
създавайки път, който е удобен за каране
02:27
so no splash water anymore.
23
131191
1930
без локви и пръски.
02:29
Also the noise will disappear in these pores.
24
133121
3162
Също така, шумът изчезва в тези пори.
02:32
Because it's very hollow, all the noise will disappear,
25
136283
3023
Понеже е порест, всичкият шум изчезва,
02:35
so it's a very silent road.
26
139306
2588
така, че е много тиха настилка.
02:37
It also has disadvantages, of course,
27
141894
3545
Разбира се, всичко това има свойте недостатъци
02:41
and the disadvantage of this road is that raveling can occur.
28
145439
4162
В случая - настилката се рони.
02:45
What is raveling? You see that in this road
29
149601
2925
Какво означава това? Както виждате, на този път
02:48
that the stones at the surface come off.
30
152526
2621
се отчуват камъчета най-отгоре.
02:51
First you get one stone, then several more,
31
155147
5278
Първо пада един камък, после още няколко
02:56
and more and more and more and more,
32
160425
1742
и още и още, и още и още
02:58
and then they -- well, I will not do that. (Laughter)
33
162167
3567
и тогава те ... добре де, няма да направя това. (Смях)
03:01
But they can damage your windshield,
34
165734
2914
Тези камъни могат да повредят стъклото на колата ви.
03:04
so you're not happy with that.
35
168648
1790
Никой не иска това.
03:06
And finally, this raveling can also lead to more and more damage.
36
170438
3990
В крайна сметка, това ронене ще причини още повече повреди.
03:10
Sometimes you can create potholes with that.
37
174428
2616
Понякога създава дупки по пътищата.
03:12
Ha. He's ready.
38
177044
4061
Аха. Готово е .
03:17
Potholes, of course, that can become a problem,
39
181105
3185
Дупките, разбира се, прерастват в голям проблем,
03:20
but we have a solution.
40
184290
1543
но ние имаме решение.
03:21
Here you see actually how the damage appears in this material.
41
185833
3258
Тук виждате, как материалът се поврежда
03:24
It's a porous asphalt, like I said, so you have only
42
189091
2000
Както казах, това е порест асфалт, така, че имате
03:26
a small amount of binder between the stones.
43
191091
2772
малко количество от свързващо вещество между камъните.
03:29
Due to weathering, due to U.V. light, due to oxidation,
44
193863
3319
Заради ефектите на времето, ултравиолетовите лъчи, оксидацията,
03:33
this binder, this bitumen,
45
197182
2728
това свързващо вещество, този битум (дзифт)
03:35
the glue between the aggregates is going to shrink,
46
199910
2673
който е лепилото между камъните ще започне да се свива
03:38
and if it shrinks, it gets micro-cracks,
47
202583
1945
и когато се свива, се появяват микро-пукнатини
03:40
and it delaminates from the aggregates.
48
204528
1722
и той се отлепя от камъните.
03:42
Then if you drive over the road, you take out the aggregates --
49
206250
2560
Тогава, всекъ път когато карате по пътя, пълнежа ще се отлепя --
03:44
what we just saw here.
50
208810
2996
това точно видяхме сега.
03:47
To solve this problem, we thought of self-healing materials.
51
211806
3814
За да решим този проблем, измислихме самопоправящи се материали.
03:51
If we can make this material self-healing,
52
215620
2661
Ако можем да направим тези материали така, че да се поправят сами,
03:54
then probably we have a solution.
53
218281
3193
значи имаме решение.
03:57
So what we can do is use steel wool just to clean pans,
54
221474
4594
Използваме метална прежда, като тази, която се използва за миене на тигани
04:01
and the steel wool we can cut in very small pieces,
55
226068
3485
и я режем на много малки парченца
04:05
and these very small pieces we can mix to the bitumen.
56
229553
3904
Те се смесват с битума.
04:09
So then you have asphalt
57
233457
1745
Получаваме асфалт,
04:11
with very small pieces of steel wool in it.
58
235202
3067
съдържащ много малки парченца стоманена прежда.
04:14
Then you need a machine, like you see here,
59
238269
2791
След това ни трябва машина, като тази, която виждате тук,
04:16
that you can use for cooking -- an induction machine.
60
241060
3139
която можете да използвате за готвене - индукционна машина.
04:20
Induction can heat, especially steel; it's very good at that.
61
244199
4049
Индукцията създава топлина, особено в метали;
04:24
Then what you do is you heat up the steel,
62
248248
2682
След това нагряваме метала,
04:26
you melt the bitumen,
63
250930
1491
стопяваме битума
04:28
and the bitumen will flow into these micro-cracks,
64
252421
2566
и битума потича в микро-пукнатините,
04:30
and the stones are again fixed to the surface.
65
254987
3207
създавайки ново свързващо вещесто, задържащо камъните.
04:34
Today I use a microwave because I cannot take
66
258194
3962
Днес аз използвам микровълнова фурна, защото не мога
04:38
the big induction machine here onstage.
67
262156
2237
да вкарам голямата индукционна машина тук, на сцената.
04:40
So a microwave is a similar system.
68
264393
2880
Микровълновата печка е подобна система.
04:43
So I put the specimen in, which I'm now going to take out
69
267273
3645
Сложих парчето асфалт вътре, сега ще го извадя,
04:46
to see what happened.
70
270918
3252
за да видя какво е станало.
04:50
So this is the specimen coming out now.
71
274170
2493
Ето това е мострата ми.
04:52
So I said we have such an industrial machine in the lab
72
276663
4393
Както казах, имаме подобна индустриална машина в лабораторията,
04:56
to heat up the specimens.
73
281056
2272
която ни позволява да затопляме обекти.
04:59
We tested a lot of specimens there,
74
283328
2090
Правили сме много тестове.
05:01
and then the government, they actually saw our results,
75
285418
3175
и в един момент правителството забеляза нашите резултати
05:04
and they thought, "Well, that's very interesting. We have to try that."
76
288593
3950
и си каза: 'Това е доста интересно. Трябва да го пробваме."
05:08
So they donated to us a piece of highway,
77
292543
2316
Те ни дариха малко магистрала,
05:10
400 meters of the A58, where we had to make
78
294859
3487
400 метра на А58, където ние трябваше да направим
05:14
a test track to test this material.
79
298346
2510
тестов участък с този материал.
05:16
So that's what we did here. You see where we were making the test road,
80
300856
3532
Можете да видите как правим тестовата отсечка
05:20
and then of course this road will last several years
81
304388
4498
и разбира се, този път ще е там няколко години
05:24
without any damage. That's what we know from practice.
82
308886
3288
без никакви повреди. Ние знаем това от практиката.
05:28
So we took a lot of samples from this road
83
312174
2779
Взимахме много проби от този път
05:30
and we tested them in the lab.
84
314953
2269
и им правехме тестове в лабораторията.
05:33
So we did aging on the samples,
85
317222
2917
Натоварихме настилката много
05:36
did a lot of loading on it, healed them with our induction machine,
86
320139
3612
първо с тежести - излекувахме я с индукционната машина
05:39
and healed them and tested them again.
87
323751
2826
после ги тествахме отново.
05:42
Several times we can repeat that.
88
326577
1904
Повторихме го това няколко пъти.
05:44
So actually, the conclusion from this research is that
89
328481
2225
В крайна сметка установихме, че
05:46
if we go on the road every four years
90
330706
3318
ако минаваме през пътищата веднъж на всеки 4 години,
05:49
with our healing machine -- this is the big version
91
334024
2880
нашата лекуваща машина - голямата и версия,
05:52
we have made to go on the real road --
92
336904
1905
която направихме за големите пътища --
05:54
if we go on the road every four years
93
338809
1870
ако минаваме през пътищата веднъж на всеки 4 години,
05:56
we can double the surface life of this road,
94
340679
3750
можем да удвоим живота на настилката,
06:00
which of course saves a lot of money.
95
344429
2177
което разбира се спестява много пари.
06:02
Well, to conclude, I can say
96
346606
2177
На края, мога да кажа,
06:04
that we made a material
97
348783
2756
че направихме материал
06:07
using steel fibers, the addition of steel fibers,
98
351539
3780
изпозвайки стоманени фибри
06:11
using induction energy to really
99
355319
2509
и с помощта на индукционна енергия
06:13
increase the surface life of the road,
100
357828
2667
удължихме живота на пътната покривка,
06:16
double the surface life you can even do,
101
360495
1750
дори двоно.
06:18
so it will really save a lot of money with very simple tricks.
102
362245
3664
и това спестява много пари само с няколко елементарни трика.
06:21
And now you're of course curious if it also worked.
103
365909
3473
Разбирам, че сте заинтересувани да разберете дали това проработи.
06:25
So we still have the specimen here. It's quite warm.
104
369382
3103
Ето го примерът. Доста е топъл.
06:28
Actually, it still has to cool down first
105
372485
2579
Всъщност, той трябва да се охлади първо,
06:30
before I can show you that the healing works.
106
375064
2340
преди да мога да ви покажа, че лекуването работи.
06:33
But I will do a trial.
107
377404
2868
Но ще се пробвам сега.
06:36
Let's see. Yeah, it worked.
108
380272
2759
Нека видим. Да, работи.
06:38
Thank you.
109
383031
1350
Благодаря ви.
06:40
(Applause)
110
384381
5416
(Ръкопляскане)
ABOUT THE SPEAKER
Erik Schlangen - Experimental micromechanics pioneerErik 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.
Erik Schlangen | Speaker | TED.com