TEDxDelft
Erik Schlangen: A "self-healing" asphalt
Erik Schlangen: "Samoopravitelný" asfalt
Filmed:
Readability: 3.1
1,041,208 views
Na zpevněné silnice se dobře dívá, ale velice lehce se poškodí a oprava je drahá. Erik Schlangen předvádí nový druh porézního asfaltu vyrobeného z jednoduchých materiálů s udivujícími vlastnostmi: když popraská, může být opraven indukčním ohřevem. (Natočeno na 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
(Kladivo)
00:59
(Laughter)
1
43184
4034
(Smích)
01:19
(Microwave beeps) (Laughter)
2
64076
5924
(Pípání mikrovlnné trouby) (Smích)
01:31
You probably all agree with me
3
75696
2025
Asi se mnou všichni souhlasíte,
01:33
that this is a very nice road.
4
77721
2775
že toto je velice pěkná silnice.
01:36
It's made of asphalt,
5
80496
2159
Je z asfaltu.
01:38
and asphalt is a very nice material to drive on,
6
82655
3234
A na asfaltu se moc příjemně jezdí,
01:41
but not always, especially not on these days as today,
7
85889
4134
ale ne vždy, zvláště v těchto dnech,
01:45
when it's raining a lot.
8
90023
1851
kdy hodně prší.
01:47
Then you can have a lot of splash water in the asphalt.
9
91874
2948
Na cestě tedy může být spousta kaluží.
01:50
And especially if you then ride with your bicycle,
10
94822
2294
A když jedete třeba na kole
01:53
and pass these cars, then that's not very nice.
11
97116
3945
a kolem vás jezdí auta, pak to není moc příjemné.
01:56
Also, asphalt can create a lot of noise.
12
101061
3110
Asfalt také způsobuje hodně hluku.
02:00
It's a noisy material,
13
104171
1614
Je to hlučný materiál
02:01
and if we produce roads like in the Netherlands,
14
105785
2444
a pokud stavíme cesty jako v Holandsku,
02:04
very close to cities, then we would like a silent road.
15
108229
4132
velice blízko měst, pak bychom rádi měli tiché cesty.
02:08
The solution for that is to make roads
16
112361
3269
Řešením je stavění cest
02:11
out of porous asphalt.
17
115630
2177
z porézního asfaltu.
02:13
Porous asphalt, a material that we use now
18
117807
1991
Porézní asfalt, který teď používáme
02:15
in most of the highways in the Netherlands,
19
119798
2959
na většině dálnicích v Holandsku,
02:18
it has pores and water can just rain through it,
20
122757
3444
obsahuje póry a voda jednoduše proteče skrz,
02:22
so all the rainwater will flow away to the sides,
21
126201
2901
takže veškerá dešťová voda odteče do stran
02:25
and you have a road that's easy to drive on,
22
129102
2089
a vám zůstane příjemná cesta na ježdění.
02:27
so no splash water anymore.
23
131191
1930
Takže už žádné kaluže.
02:29
Also the noise will disappear in these pores.
24
133121
3162
A také hluk se v pórech pohltí.
02:32
Because it's very hollow, all the noise will disappear,
25
136283
3023
Jelikož je to dutý materiál, všechen hluk se pohltí,
02:35
so it's a very silent road.
26
139306
2588
takže cesta nevytváří hluk.
02:37
It also has disadvantages, of course,
27
141894
3545
Má to samozřejmě i nevýhody,
02:41
and the disadvantage of this road is that raveling can occur.
28
145439
4162
a tou je možnost odtrhování asfaltu.
02:45
What is raveling? You see that in this road
29
149601
2925
Co to znamená? To můžete vidět na této cestě,
02:48
that the stones at the surface come off.
30
152526
2621
kde se kamínky ulomily od povrchu.
02:51
First you get one stone, then several more,
31
155147
5278
Nejdříve odpadne jeden, a pak další
02:56
and more and more and more and more,
32
160425
1742
a další a další a další
02:58
and then they -- well, I will not do that. (Laughter)
33
162167
3567
a pak--ne, to neudělám. (Smích)
03:01
But they can damage your windshield,
34
165734
2914
Ale můžou poničit vaše čelní sklo,
03:04
so you're not happy with that.
35
168648
1790
což vás nepotěší.
03:06
And finally, this raveling can also lead to more and more damage.
36
170438
3990
Koneckonců, toto odtrhování může vést k větším škodám.
03:10
Sometimes you can create potholes with that.
37
174428
2616
Někdy se vytvoří výmoly.
03:12
Ha. He's ready.
38
177044
4061
Ha, už je to hotové.
03:17
Potholes, of course, that can become a problem,
39
181105
3185
Výmoly jsou samozřejmě problém,
03:20
but we have a solution.
40
184290
1543
ale my máme řešení.
03:21
Here you see actually how the damage appears in this material.
41
185833
3258
Tady můžete vidět, jak celý problém vzniká.
03:24
It's a porous asphalt, like I said, so you have only
42
189091
2000
Jak jsem řekl, je to porézní asfalt, takže je tam
03:26
a small amount of binder between the stones.
43
191091
2772
málo pojiva mezi kamínky.
03:29
Due to weathering, due to U.V. light, due to oxidation,
44
193863
3319
Vlivem zvětrávání, UV záření, oxidaci
03:33
this binder, this bitumen,
45
197182
2728
toto pojivo, kterým je živice,
03:35
the glue between the aggregates is going to shrink,
46
199910
2673
toto lepidlo mezi kamínky se scvrkává.
03:38
and if it shrinks, it gets micro-cracks,
47
202583
1945
A když se scvrkává, vytvářejí se malé trhliny
03:40
and it delaminates from the aggregates.
48
204528
1722
a toto pojivo se oddělí od kamínků.
03:42
Then if you drive over the road, you take out the aggregates --
49
206250
2560
Takže potom, když jedete po této cestě, vytrhujete tyto kamínky --
03:44
what we just saw here.
50
208810
2996
což jsme tady viděli.
03:47
To solve this problem, we thought of self-healing materials.
51
211806
3814
K vyřešení tohoto problému jsme uvažovali o "samoopravitelném" materiálu.
03:51
If we can make this material self-healing,
52
215620
2661
Pokud dokážeme, aby se tento materiál opravil sám,
03:54
then probably we have a solution.
53
218281
3193
pak máme řešení našeho problému.
03:57
So what we can do is use steel wool just to clean pans,
54
221474
4594
Takže jsme použili ocelovou vlnu, kterou používáme na čištění pánví.
04:01
and the steel wool we can cut in very small pieces,
55
226068
3485
Tuto vlnu můžeme nastříhat na malé kousíčky.
04:05
and these very small pieces we can mix to the bitumen.
56
229553
3904
A tyto malé kousíčky můžeme přidat do pojiva.
04:09
So then you have asphalt
57
233457
1745
Takže máme asfalt
04:11
with very small pieces of steel wool in it.
58
235202
3067
obsahující velmi malé kousíčky ocelové vlny.
04:14
Then you need a machine, like you see here,
59
238269
2791
Pak potřebujete zařízení, jako je toto,
04:16
that you can use for cooking -- an induction machine.
60
241060
3139
které můžeme použít k ohřevu--indukční zařízení.
04:20
Induction can heat, especially steel; it's very good at that.
61
244199
4049
Indukce ohřívá, obzvláště ocel, v tom je velice dobrá.
04:24
Then what you do is you heat up the steel,
62
248248
2682
Takže potom zahřejete ocel,
04:26
you melt the bitumen,
63
250930
1491
tím, že roztavíte pojivo,
04:28
and the bitumen will flow into these micro-cracks,
64
252421
2566
které vteče do těch malých trhlin.
04:30
and the stones are again fixed to the surface.
65
254987
3207
A kamínky jsou opět připevněny k povrchu.
04:34
Today I use a microwave because I cannot take
66
258194
3962
Dnes jsem použil mikrovlnnou troubu, protože jsem sem nemohl
04:38
the big induction machine here onstage.
67
262156
2237
přinést toto velké indukční zařízení.
04:40
So a microwave is a similar system.
68
264393
2880
Mikrovlnná trouba funguje na podobném principu.
04:43
So I put the specimen in, which I'm now going to take out
69
267273
3645
Vložil jsem do ní vzorek, který teď vytáhnu
04:46
to see what happened.
70
270918
3252
a uvidíme, co se stalo.
04:50
So this is the specimen coming out now.
71
274170
2493
Takže teď vytahuji ten vzorek.
04:52
So I said we have such an industrial machine in the lab
72
276663
4393
Jak jsem řekl, v laboratoři máme zařízení,
04:56
to heat up the specimens.
73
281056
2272
které zahřeje vzorky.
04:59
We tested a lot of specimens there,
74
283328
2090
Testovali jsme v laboratoři několik vzorků,
05:01
and then the government, they actually saw our results,
75
285418
3175
a když vláda viděla naše výsledky,
05:04
and they thought, "Well, that's very interesting. We have to try that."
76
288593
3950
tak si pomysleli: " To je velmi zajímavé. Musíme to vyzkoušet."
05:08
So they donated to us a piece of highway,
77
292543
2316
Takže nám dali kousek dálnice,
05:10
400 meters of the A58, where we had to make
78
294859
3487
400 metrů dálnice A58, kde jsme museli vytvořit
05:14
a test track to test this material.
79
298346
2510
testovací pruh, abychom otestovali tento materiál.
05:16
So that's what we did here. You see where we were making the test road,
80
300856
3532
Takže to je to, co jsme udělali. Tady vidíte, jak vytváříme testovací pruh,
05:20
and then of course this road will last several years
81
304388
4498
který pak pochopitelně vydrží několik let
05:24
without any damage. That's what we know from practice.
82
308886
3288
bez jakéhokoli poškození. To víme z praxe.
05:28
So we took a lot of samples from this road
83
312174
2779
Odebrali jsme z cesty několik vzorků
05:30
and we tested them in the lab.
84
314953
2269
a otestovali je v laboratoři.
05:33
So we did aging on the samples,
85
317222
2917
Otestovali jsme je na stárnutí,
05:36
did a lot of loading on it, healed them with our induction machine,
86
320139
3612
provedli zátěžové zkoušky, "uzdravili" je naším indukčním zařízením
05:39
and healed them and tested them again.
87
323751
2826
a otestovali jsme je znovu.
05:42
Several times we can repeat that.
88
326577
1904
Zopakovali jsme to několikrát.
05:44
So actually, the conclusion from this research is that
89
328481
2225
Závěr toho výzkumu je takový, že
05:46
if we go on the road every four years
90
330706
3318
pokud vezmeme naše zařízení na tuto cestu každé čtyři roky --
05:49
with our healing machine -- this is the big version
91
334024
2880
to je jeho větší verze,
05:52
we have made to go on the real road --
92
336904
1905
kterou jsme vyrobili pro reálné silnice --
05:54
if we go on the road every four years
93
338809
1870
pokud budeme "léčit" silnice každé čtyři roky,
05:56
we can double the surface life of this road,
94
340679
3750
jsme schopni zdvojnásobit životnost vozovky,
06:00
which of course saves a lot of money.
95
344429
2177
což pochopitelně ušetří spoustu peněz.
06:02
Well, to conclude, I can say
96
346606
2177
Abych to shrnul,
06:04
that we made a material
97
348783
2756
vyrobili jsme materiál
06:07
using steel fibers, the addition of steel fibers,
98
351539
3780
obsahující ocelová vlákna jako přísadu,
06:11
using induction energy to really
99
355319
2509
kdy jsme využili indukovanou energii,
06:13
increase the surface life of the road,
100
357828
2667
abychom zvýšili životnost vozovky,
06:16
double the surface life you can even do,
101
360495
1750
dokonce až dvojnásobně.
06:18
so it will really save a lot of money with very simple tricks.
102
362245
3664
Pomocí jednoduchých triku ušetříme spoustu peněz.
06:21
And now you're of course curious if it also worked.
103
365909
3473
Teď jste pochopitelně zvědaví, jestli to opravdu funguje.
06:25
So we still have the specimen here. It's quite warm.
104
369382
3103
Vzorek máme stále tady, je docela teplý ještě.
06:28
Actually, it still has to cool down first
105
372485
2579
Vlastně se musí ještě trochu ochladit,
06:30
before I can show you that the healing works.
106
375064
2340
než vám budu moci ukázat, jak "uzdravování" funguje.
06:33
But I will do a trial.
107
377404
2868
Ale zkusím to teď.
06:36
Let's see. Yeah, it worked.
108
380272
2759
Uvidíme, ano, fungovalo to.
06:38
Thank you.
109
383031
1350
Děkuji.
06:40
(Applause)
110
384381
5416
(Potlesk)
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