TEDxDelft
Erik Schlangen: A "self-healing" asphalt
Erik Schlangen: Samonaprawiający się asfalt
Filmed:
Readability: 3.1
1,041,208 views
Utwardzone drogi mają wiele zalet, ale łatwo się niszczą, a ich naprawa dużo kosztuje. Erik Schlangen pokazuje nowy rodzaj asfaltu porowatego, wykonanego z prostych materiałów, ale o niesamowitej właściwości - jego uszkodzenia można naprawić za pomocą ogrzewania indukcyjnego. (Nagranie pochodzi z 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
(Uderzenie młotkiem)
00:59
(Laughter)
1
43184
4034
(Śmiech)
01:19
(Microwave beeps) (Laughter)
2
64076
5924
(Sygnał mikrofalówki) (Śmiech)
01:31
You probably all agree with me
3
75696
2025
Pewnie zgodzicie się,
01:33
that this is a very nice road.
4
77721
2775
że to bardzo ładna droga.
01:36
It's made of asphalt,
5
80496
2159
Zrobiona jest z asfaltu,
01:38
and asphalt is a very nice material to drive on,
6
82655
3234
a po asfalcie jedzie się bardzo przyjemnie,
01:41
but not always, especially not on these days as today,
7
85889
4134
ale nie zawsze.
Zwłaszcza w dzień jak dzisiaj,
Zwłaszcza w dzień jak dzisiaj,
01:45
when it's raining a lot.
8
90023
1851
gdy dużo pada.
01:47
Then you can have a lot of splash water in the asphalt.
9
91874
2948
Woda stoi na ulicy
i rozbryzguje się pod kołami.
i rozbryzguje się pod kołami.
01:50
And especially if you then ride with your bicycle,
10
94822
2294
A szczególnie, gdy jedziecie rowerem
01:53
and pass these cars, then that's not very nice.
11
97116
3945
i mijacie te samochody,
to nie jest zbyt przyjemnie.
to nie jest zbyt przyjemnie.
01:56
Also, asphalt can create a lot of noise.
12
101061
3110
Dodatkowo, asfalt potrafi
wytworzyć niezły hałas.
wytworzyć niezły hałas.
02:00
It's a noisy material,
13
104171
1614
To hałaśliwy materiał,
02:01
and if we produce roads like in the Netherlands,
14
105785
2444
a jeśli budujemy drogi tak jak w Holandii,
02:04
very close to cities, then we would like a silent road.
15
108229
4132
bardzo blisko miast,
to chcemy, żeby były one ciche.
to chcemy, żeby były one ciche.
02:08
The solution for that is to make roads
16
112361
3269
Rozwiązaniem jest budowa dróg
02:11
out of porous asphalt.
17
115630
2177
z asfaltu porowatego.
02:13
Porous asphalt, a material that we use now
18
117807
1991
Asfalt porowaty, materiał używany obecnie
02:15
in most of the highways in the Netherlands,
19
119798
2959
do budowy większości
holenderskich autostrad,
holenderskich autostrad,
02:18
it has pores and water can just rain through it,
20
122757
3444
ma pory, w które woda może wnikać,
02:22
so all the rainwater will flow away to the sides,
21
126201
2901
więc cały opad może odciekać na boki,
02:25
and you have a road that's easy to drive on,
22
129102
2089
ułatwiając poruszanie się po drodze
02:27
so no splash water anymore.
23
131191
1930
i nie da się już nikogo ochlapać.
02:29
Also the noise will disappear in these pores.
24
133121
3162
Pory redukują również hałas.
02:32
Because it's very hollow, all the noise will disappear,
25
136283
3023
Mają one zdolność wyciszania,
więc cały hałas znika,
więc cały hałas znika,
02:35
so it's a very silent road.
26
139306
2588
a droga staje się cicha.
02:37
It also has disadvantages, of course,
27
141894
3545
Oczywiście ma też wady.
02:41
and the disadvantage of this road is that raveling can occur.
28
145439
4162
Wadą takiej nawierzchni jest to,
że może dojść do jej rozluźnienia.
że może dojść do jej rozluźnienia.
02:45
What is raveling? You see that in this road
29
149601
2925
Czym ono jest? Widzicie to na tej drodze,
02:48
that the stones at the surface come off.
30
152526
2621
gdzie ziarna odłączyły się od powierzchni.
02:51
First you get one stone, then several more,
31
155147
5278
Wpierw jest jeden kamyk,
później kilka następnych
później kilka następnych
02:56
and more and more and more and more,
32
160425
1742
i jeszcze więcej,
02:58
and then they -- well, I will not do that. (Laughter)
33
162167
3567
a wtedy one... Dobrze, nie zrobię tego.
(Śmiech)
(Śmiech)
03:01
But they can damage your windshield,
34
165734
2914
Ale mogą one uszkodzić szybę,
03:04
so you're not happy with that.
35
168648
1790
co raczej wam się nie spodoba.
03:06
And finally, this raveling can also lead to more and more damage.
36
170438
3990
Ponadto rozluźnianie postępuje
i prowadzi do coraz większych uszkodzeń.
i prowadzi do coraz większych uszkodzeń.
03:10
Sometimes you can create potholes with that.
37
174428
2616
Czasem tworzą się przez to
wyboje czy ubytki w drodze.
wyboje czy ubytki w drodze.
03:12
Ha. He's ready.
38
177044
4061
Popatrzcie na ten.
03:17
Potholes, of course, that can become a problem,
39
181105
3185
Ubytki oczywiście mogą być problemem,
03:20
but we have a solution.
40
184290
1543
ale mamy rozwiązanie.
03:21
Here you see actually how the damage appears in this material.
41
185833
3258
Widać tu, jak po kolei powstają
uszkodzenia w materiale.
uszkodzenia w materiale.
03:24
It's a porous asphalt, like I said, so you have only
42
189091
2000
To asfalt porowaty, więc zawiera
niewiele spoiwa między ziarnami.
niewiele spoiwa między ziarnami.
03:26
a small amount of binder between the stones.
43
191091
2772
To asfalt porowaty, więc zawiera
niewiele spoiwa między ziarnami.
niewiele spoiwa między ziarnami.
03:29
Due to weathering, due to U.V. light, due to oxidation,
44
193863
3319
Wskutek wietrzenia,
promieniowania UV, utleniania,
promieniowania UV, utleniania,
03:33
this binder, this bitumen,
45
197182
2728
to spoiwo, ten bitumin,
03:35
the glue between the aggregates is going to shrink,
46
199910
2673
klej łączący poszczególne ziarna,
zaczyna się kurczyć,
zaczyna się kurczyć,
03:38
and if it shrinks, it gets micro-cracks,
47
202583
1945
a wtedy powstają mikropęknięcia
03:40
and it delaminates from the aggregates.
48
204528
1722
i spoiwo odłącza się od ziaren.
03:42
Then if you drive over the road, you take out the aggregates --
49
206250
2560
Kiedy ktoś przejeżdża,
ziarna się przemieszczają,
ziarna się przemieszczają,
03:44
what we just saw here.
50
208810
2996
co mieliśmy okazję zobaczyć.
03:47
To solve this problem, we thought of self-healing materials.
51
211806
3814
Samonaprawiające się materiały
mogą rozwiązać ten problem.
mogą rozwiązać ten problem.
03:51
If we can make this material self-healing,
52
215620
2661
Jeśli można ten materiał
uczynić samonaprawiającym,
uczynić samonaprawiającym,
03:54
then probably we have a solution.
53
218281
3193
to nasz problem jest rozwiązany.
03:57
So what we can do is use steel wool just to clean pans,
54
221474
4594
Rozwiązaniem może być wełna stalowa,
jakiej używa się do czyszczenia patelni.
jakiej używa się do czyszczenia patelni.
04:01
and the steel wool we can cut in very small pieces,
55
226068
3485
Wystarczy taką wełnę pociąć
na bardzo małe kawałki
na bardzo małe kawałki
04:05
and these very small pieces we can mix to the bitumen.
56
229553
3904
i wymieszać je z bituminem.
04:09
So then you have asphalt
57
233457
1745
Uzyskamy wtedy asfalt
04:11
with very small pieces of steel wool in it.
58
235202
3067
z bardzo drobnymi kawałkami wełny stalowej.
04:14
Then you need a machine, like you see here,
59
238269
2791
Następnie potrzebujemy
maszyny, takiej jak ta,
maszyny, takiej jak ta,
04:16
that you can use for cooking -- an induction machine.
60
241060
3139
której używacie do gotowania,
czyli urządzenia indukcyjnego.
czyli urządzenia indukcyjnego.
04:20
Induction can heat, especially steel; it's very good at that.
61
244199
4049
Indukcja potrafi ogrzać, zwłaszcza stal.
Świetnie się w tym sprawdza.
Świetnie się w tym sprawdza.
04:24
Then what you do is you heat up the steel,
62
248248
2682
Co trzeba zrobić? Ogrzewać stal,
04:26
you melt the bitumen,
63
250930
1491
wtedy bitumin się topi
04:28
and the bitumen will flow into these micro-cracks,
64
252421
2566
i spływa w powstałe mikropęknięcia,
04:30
and the stones are again fixed to the surface.
65
254987
3207
a ziarna znów łączą się z powierzchnią.
04:34
Today I use a microwave because I cannot take
66
258194
3962
Dzisiaj użyłem mikrofalówki,
04:38
the big induction machine here onstage.
67
262156
2237
bo duża maszyna
nie zmieściłaby się na scenie.
nie zmieściłaby się na scenie.
04:40
So a microwave is a similar system.
68
264393
2880
Mikrofalówka działa podobnie.
04:43
So I put the specimen in, which I'm now going to take out
69
267273
3645
Włożyłem do niej próbkę,
którą teraz zamierzam wyjąć,
którą teraz zamierzam wyjąć,
04:46
to see what happened.
70
270918
3252
żeby zobaczyć, co się stało.
04:50
So this is the specimen coming out now.
71
274170
2493
To jest nasza próbka.
04:52
So I said we have such an industrial machine in the lab
72
276663
4393
Jak powiedziałem,
w laboratorium mamy maszynę przemysłową
w laboratorium mamy maszynę przemysłową
04:56
to heat up the specimens.
73
281056
2272
do podgrzewania próbek.
04:59
We tested a lot of specimens there,
74
283328
2090
Przetestowaliśmy tak mnóstwo próbek,
05:01
and then the government, they actually saw our results,
75
285418
3175
a gdy rząd zobaczył wyniki naszych prac,
05:04
and they thought, "Well, that's very interesting. We have to try that."
76
288593
3950
powiedzieli nam:
"Interesujące, musimy tego spróbować".
"Interesujące, musimy tego spróbować".
05:08
So they donated to us a piece of highway,
77
292543
2316
Więc przekazali nam kawałek autostrady,
05:10
400 meters of the A58, where we had to make
78
294859
3487
400 metrów drogi A58,
gdzie mieliśmy przeprowadzić
gdzie mieliśmy przeprowadzić
05:14
a test track to test this material.
79
298346
2510
test tego materiału.
05:16
So that's what we did here. You see where we were making the test road,
80
300856
3532
Widzicie tutaj, jak budujemy tę drogę,
05:20
and then of course this road will last several years
81
304388
4498
która oczywiście wytrzyma kilka lat
05:24
without any damage. That's what we know from practice.
82
308886
3288
bez żadnych uszkodzeń.
To wiemy z doświadczenia.
To wiemy z doświadczenia.
05:28
So we took a lot of samples from this road
83
312174
2779
Więc pobraliśmy z tej autostrady
wiele próbek
wiele próbek
05:30
and we tested them in the lab.
84
314953
2269
i przetestowaliśmy je w laboratorium.
05:33
So we did aging on the samples,
85
317222
2917
Przyspieszyliśmy starzenie się tych próbek,
05:36
did a lot of loading on it, healed them with our induction machine,
86
320139
3612
bardzo je obciążaliśmy, a potem
naprawialiśmy za pomocą indukcji
naprawialiśmy za pomocą indukcji
05:39
and healed them and tested them again.
87
323751
2826
i testowaliśmy ponownie.
05:42
Several times we can repeat that.
88
326577
1904
Powtórzyliśmy to kilka razy.
05:44
So actually, the conclusion from this research is that
89
328481
2225
Wnioski z tych badań są następujące:
05:46
if we go on the road every four years
90
330706
3318
jeśli co cztery lata wyjedziemy na drogę
05:49
with our healing machine -- this is the big version
91
334024
2880
z naszą naprawiającą maszyną,
tu w dużej wersji,
tu w dużej wersji,
05:52
we have made to go on the real road --
92
336904
1905
przygotowanej na prawdziwe drogi,
05:54
if we go on the road every four years
93
338809
1870
jeśli wyjedziemy nią co cztery lata,
05:56
we can double the surface life of this road,
94
340679
3750
to podwoimy żywotność nawierzchni,
06:00
which of course saves a lot of money.
95
344429
2177
co oczywiście da duże oszczędności.
06:02
Well, to conclude, I can say
96
346606
2177
Podsumowując, mogę powiedzieć,
06:04
that we made a material
97
348783
2756
że stworzyliśmy materiał,
06:07
using steel fibers, the addition of steel fibers,
98
351539
3780
wykorzystując dodatek stalowego włókna
06:11
using induction energy to really
99
355319
2509
oraz użyliśmy energii indukcji
06:13
increase the surface life of the road,
100
357828
2667
w celu zwiększenia żywotności nawierzchni,
06:16
double the surface life you can even do,
101
360495
1750
podwojenia jej żywotności,
06:18
so it will really save a lot of money with very simple tricks.
102
362245
3664
co w prosty sposób
prowadzi do oszczędności.
prowadzi do oszczędności.
06:21
And now you're of course curious if it also worked.
103
365909
3473
Pewnie jesteście teraz ciekawi,
czy to działa.
czy to działa.
06:25
So we still have the specimen here. It's quite warm.
104
369382
3103
Mamy tutaj ten wycinek. Jest wciąż ciepły.
06:28
Actually, it still has to cool down first
105
372485
2579
Tak naprawdę powinien ostygnąć,
06:30
before I can show you that the healing works.
106
375064
2340
zanim pokażę, że to działa.
06:33
But I will do a trial.
107
377404
2868
Ale spróbuję.
06:36
Let's see. Yeah, it worked.
108
380272
2759
Zobaczmy. O, zadziałało.
06:38
Thank you.
109
383031
1350
Dziękuję.
06:40
(Applause)
110
384381
5416
(Brawa)
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