TEDxDelft
Erik Schlangen: A "self-healing" asphalt
Эрик Шлаген: «Самовосстанавливающийся» асфальт
Filmed:
Readability: 3.1
1,041,208 views
Асфальтированные дороги приятны на внешний вид, но легко подвержены повреждениям и дорогостоящи в ремонте. Эрик Шлаген демонстрирует новый вид пористого асфальта, сделанного из простых материалов и, обладающего невероятными свойствами: при растрескивании он может быть «восстановлен» с помощью индукционного нагревания. (Снято на 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
(Молоток)
00:59
(Laughter)
1
43184
4034
(Смех)
01:19
(Microwave beeps) (Laughter)
2
64076
5924
(Сигнал микроволновой печи) (Смех)
01:31
You probably all agree with me
3
75696
2025
Пожалуй, вы согласитесь,
01:33
that this is a very nice road.
4
77721
2775
что это очень хорошая дорога.
01:36
It's made of asphalt,
5
80496
2159
Она заасфальтирована,
01:38
and asphalt is a very nice material to drive on,
6
82655
3234
и асфальт является
очень хорошим материалом для дорог,
очень хорошим материалом для дорог,
01:41
but not always, especially not on these days as today,
7
85889
4134
но не всегда,
особенно не в такие дни, как сегодня,
особенно не в такие дни, как сегодня,
01:45
when it's raining a lot.
8
90023
1851
когда идёт сильный дождь.
01:47
Then you can have a lot of splash water in the asphalt.
9
91874
2948
На асфальте скапливается много воды.
01:50
And especially if you then ride with your bicycle,
10
94822
2294
И особенно, когда вы едете велосипеде
01:53
and pass these cars, then that's not very nice.
11
97116
3945
и обгоняете другие автомобили, —
это не очень приятно.
это не очень приятно.
01:56
Also, asphalt can create a lot of noise.
12
101061
3110
Кроме того асфальт создаёт много шума.
02:00
It's a noisy material,
13
104171
1614
Это шумный материал,
02:01
and if we produce roads like in the Netherlands,
14
105785
2444
и, если строить дороги, как в Нидерландах,
02:04
very close to cities, then we would like a silent road.
15
108229
4132
очень близко к городу,
то хотелось бы иметь тихие дороги.
то хотелось бы иметь тихие дороги.
02:08
The solution for that is to make roads
16
112361
3269
Выход — строить дороги
02:11
out of porous asphalt.
17
115630
2177
из пористого асфальта.
02:13
Porous asphalt, a material that we use now
18
117807
1991
Пористый асфальт — материал,
из которого сегодня строится
из которого сегодня строится
02:15
in most of the highways in the Netherlands,
19
119798
2959
большинство
автомобильных дорог в Нидерландах,
автомобильных дорог в Нидерландах,
02:18
it has pores and water can just rain through it,
20
122757
3444
имеет поры, и вода
легко просачивается через него.
легко просачивается через него.
02:22
so all the rainwater will flow away to the sides,
21
126201
2901
Таким образом, вся дождевая вода
будет стекать на обочины,
будет стекать на обочины,
02:25
and you have a road that's easy to drive on,
22
129102
2089
и остаётся дорога, по которой легко ехать,
02:27
so no splash water anymore.
23
131191
1930
и никаких больше брызг.
02:29
Also the noise will disappear in these pores.
24
133121
3162
Также поры поглощают шум.
02:32
Because it's very hollow, all the noise will disappear,
25
136283
3023
Потому что асфальт внутри пустой,
звук поглощается,
звук поглощается,
02:35
so it's a very silent road.
26
139306
2588
так что, это очень тихая дорога.
02:37
It also has disadvantages, of course,
27
141894
3545
Конечно же, имеются и недостатки.
02:41
and the disadvantage of this road is that raveling can occur.
28
145439
4162
Недостатком такой дороги
является её расползание.
является её расползание.
02:45
What is raveling? You see that in this road
29
149601
2925
Что такое расползание?
Видите, что с поверхности этой дороги
Видите, что с поверхности этой дороги
02:48
that the stones at the surface come off.
30
152526
2621
откололись камни.
02:51
First you get one stone, then several more,
31
155147
5278
Сначала откалывается один камень,
потом ещё несколько,
потом ещё несколько,
02:56
and more and more and more and more,
32
160425
1742
и всё больше, и больше, и больше,
02:58
and then they -- well, I will not do that. (Laughter)
33
162167
3567
и затем они — ну, я не буду делать этого.
(Смех)
(Смех)
03:01
But they can damage your windshield,
34
165734
2914
Но они могут
повредить ваше лобовое стекло,
повредить ваше лобовое стекло,
03:04
so you're not happy with that.
35
168648
1790
а это никому не понравится.
03:06
And finally, this raveling can also lead to more and more damage.
36
170438
3990
И наконец, расползание может привести
к более серьёзным повреждениям.
к более серьёзным повреждениям.
03:10
Sometimes you can create potholes with that.
37
174428
2616
Образуются ямы на дорогах.
03:12
Ha. He's ready.
38
177044
4061
Ха. Он готов.
03:17
Potholes, of course, that can become a problem,
39
181105
3185
Выбоины, конечно,
что могут быть проблемой,
что могут быть проблемой,
03:20
but we have a solution.
40
184290
1543
но у нас есть решение.
03:21
Here you see actually how the damage appears in this material.
41
185833
3258
Здесь вы видите, как появляются
повреждения на этом материале.
повреждения на этом материале.
03:24
It's a porous asphalt, like I said, so you have only
42
189091
2000
Как я уже говорил, — это пористый асфальт,
так что у нас есть лишь
так что у нас есть лишь
03:26
a small amount of binder between the stones.
43
191091
2772
небольшое количество
связующего материала между камнями.
связующего материала между камнями.
03:29
Due to weathering, due to U.V. light, due to oxidation,
44
193863
3319
Из-за выветривания, УФ-лучей, и окисления,
03:33
this binder, this bitumen,
45
197182
2728
этот связующий материал, битум,
03:35
the glue between the aggregates is going to shrink,
46
199910
2673
этот межкомпонентный клей будет сокращаться,
03:38
and if it shrinks, it gets micro-cracks,
47
202583
1945
в результате чего образуются микро-трещины
03:40
and it delaminates from the aggregates.
48
204528
1722
и составляющие расслаиваются.
03:42
Then if you drive over the road, you take out the aggregates --
49
206250
2560
Затем, когда вы едете по дороге,
материал растаскивается,
материал растаскивается,
03:44
what we just saw here.
50
208810
2996
как мы только что видели здесь.
03:47
To solve this problem, we thought of self-healing materials.
51
211806
3814
Для решения этой проблемы, мы подумали
о самовосстанавливающихся материалах.
о самовосстанавливающихся материалах.
03:51
If we can make this material self-healing,
52
215620
2661
Если мы сможем сделать
этот материал самовосстанавливающимся,
этот материал самовосстанавливающимся,
03:54
then probably we have a solution.
53
218281
3193
тогда, скорее всего, проблема решена.
03:57
So what we can do is use steel wool just to clean pans,
54
221474
4594
Мы можем использовать металлическую губку
как для очистки сковородок.
как для очистки сковородок.
04:01
and the steel wool we can cut in very small pieces,
55
226068
3485
Мы можем размельчить её
на очень маленькие кусочки,
на очень маленькие кусочки,
04:05
and these very small pieces we can mix to the bitumen.
56
229553
3904
и эти маленькие кусочки можно смешать с битумом.
04:09
So then you have asphalt
57
233457
1745
Получается асфальт
04:11
with very small pieces of steel wool in it.
58
235202
3067
с очень мелкими кусочками
стальной стружки в нём.
стальной стружки в нём.
04:14
Then you need a machine, like you see here,
59
238269
2791
Затем, как видно здесь, потребуется прибор
04:16
that you can use for cooking -- an induction machine.
60
241060
3139
для приготовления — индукционная машина.
04:20
Induction can heat, especially steel; it's very good at that.
61
244199
4049
Индукция накаляет, особенно сталь;
у неё это хорошо получается.
у неё это хорошо получается.
04:24
Then what you do is you heat up the steel,
62
248248
2682
Что делается после этого — сталь нагревается,
04:26
you melt the bitumen,
63
250930
1491
битум расплавляется,
04:28
and the bitumen will flow into these micro-cracks,
64
252421
2566
заполняет эти микро-трещины,
04:30
and the stones are again fixed to the surface.
65
254987
3207
и камни снова зафиксированы на поверхности.
04:34
Today I use a microwave because I cannot take
66
258194
3962
Сегодня я использую микроволновую печь,
потому что не могу привезти
потому что не могу привезти
04:38
the big induction machine here onstage.
67
262156
2237
большую индукционную машину сюда на сцену.
04:40
So a microwave is a similar system.
68
264393
2880
Принцип работы микроволновой печи аналогичен.
04:43
So I put the specimen in, which I'm now going to take out
69
267273
3645
Итак, я положил образец,
который теперь собираюсь достать,
который теперь собираюсь достать,
04:46
to see what happened.
70
270918
3252
чтобы увидеть, что получилось.
04:50
So this is the specimen coming out now.
71
274170
2493
Достаём образец.
04:52
So I said we have such an industrial machine in the lab
72
276663
4393
Как я уже говорил, в нашей лаборатории
есть промышленная машина
есть промышленная машина
04:56
to heat up the specimens.
73
281056
2272
для нагрева образцов.
04:59
We tested a lot of specimens there,
74
283328
2090
Мы протестировали множество образцов,
05:01
and then the government, they actually saw our results,
75
285418
3175
и тогда правительство,
они видели наши результаты и подумали:
они видели наши результаты и подумали:
05:04
and they thought, "Well, that's very interesting. We have to try that."
76
288593
3950
«Хорошо, очень интересно. Стоит попробовать».
05:08
So they donated to us a piece of highway,
77
292543
2316
Нам выделили часть шоссе,
05:10
400 meters of the A58, where we had to make
78
294859
3487
400 метров A58, где мы должны были построить
05:14
a test track to test this material.
79
298346
2510
пробную дорогу и протестировать этот материал.
05:16
So that's what we did here. You see where we were making the test road,
80
300856
3532
Что мы и сделали. Видите, где мы проложили дорогу,
05:20
and then of course this road will last several years
81
304388
4498
и, конечно, эта дорога прослужит несколько лет
05:24
without any damage. That's what we know from practice.
82
308886
3288
без каких-либо повреждений.
Нам это известно из практики.
Нам это известно из практики.
05:28
So we took a lot of samples from this road
83
312174
2779
Мы взяли несколько образцов этой дороги
05:30
and we tested them in the lab.
84
314953
2269
и проверили их в лаборатории.
05:33
So we did aging on the samples,
85
317222
2917
Мы подвергли образцы износу,
05:36
did a lot of loading on it, healed them with our induction machine,
86
320139
3612
и нагрузке, затем восстановили их
с помощью нашей индукционной машины,
с помощью нашей индукционной машины,
05:39
and healed them and tested them again.
87
323751
2826
восстановили и снова проверили.
05:42
Several times we can repeat that.
88
326577
1904
Мы можем повторить это несколько раз.
05:44
So actually, the conclusion from this research is that
89
328481
2225
Таким образом, выводом данного исследования
05:46
if we go on the road every four years
90
330706
3318
является то, что если мы будем обрабатывать
дорогу нашей восстанавливающей машиной
дорогу нашей восстанавливающей машиной
05:49
with our healing machine -- this is the big version
91
334024
2880
каждые четыре года — это большая версия,
05:52
we have made to go on the real road --
92
336904
1905
сделанная для настоящих дорог —
05:54
if we go on the road every four years
93
338809
1870
если мы будем обрабатывать дороги
каждые четыре года,
каждые четыре года,
05:56
we can double the surface life of this road,
94
340679
3750
то сможем удвоить срок службы этой дороги,
06:00
which of course saves a lot of money.
95
344429
2177
что, конечно же, сэкономит много денег.
06:02
Well, to conclude, I can say
96
346606
2177
В заключение, я могу сказать,
06:04
that we made a material
97
348783
2756
что мы изобрели материал
06:07
using steel fibers, the addition of steel fibers,
98
351539
3780
с использованием стальных волокон,
06:11
using induction energy to really
99
355319
2509
и используем энергию индукции
06:13
increase the surface life of the road,
100
357828
2667
для продления срока службы дороги,
06:16
double the surface life you can even do,
101
360495
1750
возможно, даже удвоения срока службы,
06:18
so it will really save a lot of money with very simple tricks.
102
362245
3664
и такие небольшие хитрости
экономят больше деньги.
экономят больше деньги.
06:21
And now you're of course curious if it also worked.
103
365909
3473
Теперь вам, конечно же,
интересно, работает ли это.
интересно, работает ли это.
06:25
So we still have the specimen here. It's quite warm.
104
369382
3103
Вот наш образец. Он довольно тёплый.
06:28
Actually, it still has to cool down first
105
372485
2579
На самом деле ему ещё нужно остыть,
прежде чем я смогу показать вам,
прежде чем я смогу показать вам,
06:30
before I can show you that the healing works.
106
375064
2340
как дорога ремонтирует себя.
06:33
But I will do a trial.
107
377404
2868
Но я попробую.
06:36
Let's see. Yeah, it worked.
108
380272
2759
Давайте посмотрим. Отлично, получилось.
06:38
Thank you.
109
383031
1350
Спасибо.
06:40
(Applause)
110
384381
5416
(Аплодисменты)
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