Protection of traditional clay and mud structures in desert cities by using moisture and sound absorbing pavement

Document Type : Research Article

Authors

1 Master student of civil engineering, Highway and transportation, Yazd University, Iran

2 Department of Geotechnique and highway, Faculty of Civil Engineering, Yazd University, Iran

3 Department of Water Engineering, Faculty of Civil Engineering, Yazd University, Iran

4 Department of Road and Railway Construction, University of Technology and Economics of Budapest, Hungary

Abstract

Conservation of architectural monuments and buildings has become very important to the world today because these monuments are cultural wealth and represent the antiquity, identity, history and civilization of each land and on the other hand the prosperity of the tourism industry in each country. One of these architectural buildings, which is also known as Earth Architecture, is clay and mud structures that are very common in Iran, especially in desert cities with hot and dry climates. Numerous factors cause the destruction of these clay and mud structures, one of the main causes of the destruction of this type of structures is moisture that mainly the accumulation of rainwater runoff at the foot of the clay and mud walls is the main source of it. One solution to conserve this structure from rain runoff is to use moisture-absorbing procedures that, in addition to being permeable, have also the ability to absorb sound and reduce noise pollution and evaporate to cool the air. This study was performed to evaluate the performance of porous asphalt in traditional texture passages in order to prevent runoff and moisture from infiltrating to mud-brick buildings and thus its protection, as well as to investigate the property of reducing noise pollution to provide peace of mind of traditional textures, create an evaporation process to provide thermal comfort to traditional textures and the degree of resistance of porous asphalt and its comparison with current (impermeable) asphalt by making laboratory samples. Furthermore, because in the traditional-tourism texture passages, visual beauty is also of special importance, by running a piece of porous asphalt in one of the local passages, the speed of changing the color of porous asphalt from black to gray over time with the help of image processing with coding MATLAB was reviewed and compared with conventional asphalt. According to the results, the permeability and evaporation of porous asphalt are 0.00178 m/s and 13.6 gr/day, respectively, whereas these values are zero for conventional asphalt. The results also show that the amount of noise pollution produced by porous asphalt traffic and its Marshall resistance are 8% and 23% less than that of conventional asphalt pavement, respectively, and that the speed of color change in porous asphalt to reduce color opacity is much faster than that of conventional asphalt pavement.

Keywords


  • آسبادهای نهبندان؛ جلوه ازابتکار و خلاقیت مردم کویرنشین + تصاویر- اخبار استانها تسنیم (۱۰ فروردین ۱۳۹۳) https://www.tasnimnews.com/fa/news/1393/01/10/324137
  • ابراهیمی، ح.، مرتضوی. م.، و موسی پور نگاری. ق. (۱۳۹۹). تحلیل و مقایسه عملکرد جریان باد در آسباد منفرد سیستان و آسباد ساده خراسان با استفاده از نرم‌افزار. دو فصلنامه علمی معماری اقلیم گرم و خشک،(۸)۸ ،۱۲۳-۱۰۹.
  • اسلامی،م.(۱۳۸۹). بررسـی نقـش کانی‌های رسـی در رفتارشناسی مصالح خاک به‌کاررفته در شهر تـاریخ تـوس و ارائه راهکارهای حفاظت. دانشگاه هنر اصفهان.
  • اسماعیلی ،ع.، قلعه نوی،م.(۱۳۹۱).اثر الیاف نخل خرما و آهک به‌عنوان تثبیت‌کننده طبیعی، بر خصوصیات مکانیکی خشت (در شرایط محیطی با ۳۵ درصد رطوبت). نشریه مسکن و روستا،(۳۱ )۳۸۱، ۶۲-۵۳.
  • بهرام زاده،ک.، رازقی،ع.ر، و مییری،ن. خ.(۱۳۹۷). تأثیر آهک‌بر بهینه­سازی خشت خام در مقابل رطوبت. فصلنامه
    مسکن و محیط روستا،(۳۷)۱۶۴، ۱۱۵-۱۲۴.
  • پاکدل،م.، عالمی، ب. (۱۳۹۹). خشت، مصالحی پایدار در معماری خانه‌های تاریخی اقلیم گرم و خشک ایران. نخستین همایش ملی مسکن پایدار.
  • ترک‌زبان ،ش.، مرادی، ا. (۱۳۹۰).ضوابط طراحی معماری در بافت‌های تاریخی.دو فصلنامه علمی معماری اقلیم گرم و خشک،(۱)۱ ، ۶۶-۵۳.
  • دهنه چی ،م.، و اصغری، ط.(۱۳۹۳).اهمیت سفر و گردشگری در سلامت روان با تأکید بر دیدگاه اسلام.دومین همایش ملی پژوهش‌های کاربردی در جغرافیا و گردشگری.
  • رحیم نیا،ر.،حیدری بنی.د.(۱۳۹۰).تأثیر دامنه خمیری خاک (PI) بر مقاومت کششی و فشاری خشت‌های تثبیت‌شده باسیمان برای استفاده در حفاظت از سازه‌های خشتی.فصلنامه مرمت و معماری ایران (مرمت آثار و بافت‌های تاریخی فرهنگی)،( ۱ )۲، ۱۰۲-۹۱.
  • سازمان مدیریت و برنامه کشور.(۱۳۹۴).دستورالعمل طرح، اجرا و نگهداری آسفالت متخلخل نشریه شماره۱-۳۸۴ تهران،ایران.
  • سفرنامه | قلعه تاریخی بیرجند.( ۵,آگوست,۲۰۱۷). https://safarnaame.ir
  • قربانی،ا.، محمدی .م.، و موسوی، ح.(۱۳۹۹). بررسی عملکرد آسفالت رنگی در کاهش نرخ خستگی در تصادفات جاده‌ای در سطح راه‌های برون‌شهری. اولین کنفرانس محیط‌زیست، عمران، معماری و شهرسازی.
  • کوه میشی، م.، و طباطبایی، ن. (۱۳۹۳). ارزیابی روش‌های مختلف تبدیل روسازی موجود به روسازی نفوذپذیر برای خیابان‌های شهری با ترافیک سبک. هشتمین کنگره ملی مهندسی عمران.
  • مؤمنی مهمویی، ف.، و همایونی فر، م. (۱۳۹۳). بررسی کارکرد صنعت گردشگری ایران در تولید و اشتغال. اولین کنفرانس ملی جغرافیا، گردشگری ، منابع طبیعی و توسعه پایدار
  • مداحی، م.، عابدی، م.ح.، و صداقت مند، ا. (۱۳۹۵). نقش خشت در معماری بومی و پایداری انرژی. همایش ملی معماری شهرسازی و سرزمین پایدار.
  • مدرسه علمیه علیا - فردوس. (بی تا). http://wikimapia.org
  • مسجد جامع قاین کجاست .(بی تا). https://www.kojaro.com
  • مقدسی جهرمی، ز. (۱۳۹۶). اهمیت و چگونگی حفاظت و نگهداری از آثار باستانی و ابنیه تاریخی. کنفرانس پژوهش­های معماری و شهرسازی اسلامی و تاریخی ایران.
  • هاشمی رفسنجانی، ل.، و حیدری, ش. (۱۳۹۷). ارزیابی آسایش حرارتی تطبیقی در خانه های مسکونی اقلیم گرم و خشک مطالعه موردی: استان کرمان. معماری اقلیم گرم و خشک, (۶)۷. ۶۵-۴۳.
  • Ahmad, K. A., Abdullah, M. E., Abdul Hassan, N., Daura, H. A., & Ambak, K. (2017). A review of using porous asphalt pavement as an alternative to conventional pavement in stormwater treatment. World Journal of Engineering, 14(5), 355–362. https://doi.org/10.1108/WJE-09-2016-0071
  • Astm D 6927-15. (2010). Standard Test Method for Marshall Stability and Flow of Bituminous Mixtures. Annual Book of American Society for Testing Materiasl ASTM Standards, i, 1–7. https://doi.org/10.1520/D6927-15
  • Atalan, Ö. (2018). Importance of cultural heritage and conservation concept in the “architectural education.” Journal of Human Sciences, 15(3), 1700–1710.
  • Borri, A., & Corradi, M. (2019). Architectural heritage: A discussion on conservation and safety. Heritage, 2(1), 631–647.
  • Cheng, Y.-Y., Lo, S.-L., Ho, C.-C., Lin, J.-Y., & Yu, S. L. (2019). Field testing of porous pavement performance on runoff and temperature control in Taipei City. Water, 11(12), 2635.
  • Chu, L., Fwa, T. F., & Tan, K. H. (2017). Evaluation of wearing course mix designs on sound absorption improvement of porous asphalt pavement. Construction and Building Materials, 141, 402–409.
  • Jacyna, M., Wasiak, M., Lewczuk, K., & Karoń, G. (2017). Noise and environmental pollution from transport: decisive problems in developing ecologically efficient transport systems. Journal of Vibroengineering, 19(7), 5639–5655.
  • Jusić, S., Hadžić, E., & Milišić, H. (2019). Urban Stormwater Management--New Technologies. International Conference “New Technologies, Development and Applications,” 790–797.
  • Peng, B., Han, S., Han, X., & Zhang, H. (2021). Laboratory and field evaluation of noise characteristics of porous asphalt pavement. International Journal of Pavement Engineering, 1–14.
  • Siguencia Avila, M. E., & Rey Perez, J. (2016). Heritage values protection, from the monument to the urban dimension. Case study: the historic centre of Santa Ana de los R{\’\i}os de Cuenca, Ecuador. The Historic Environment: Policy & Practice, 7(2–3), 164–176.
  • Smit, A., Trevino, M., Garcia, N. Z., Buddhavarapu, P., & Prozzi, J. (2016). Selection and design of quiet pavement surfaces.
  • Starke, P., Göbel, P., & Coldewey, W. G. (2010). Urban evaporation rates for water-permeable pavements. Water Science and Technology, 62(5), 1161–1169.
  • Tanzadeh, J., & Shahrezagamasaei, R. (2017). Laboratory assessment of hybrid fiber and nano-silica on reinforced porous asphalt mixtures. Construction and Building Materials, 144, 260–270.
  • World Tourism Organization. (2017). 2017 Edition UNWTO. UNWTO Tourism Highlights, 10. www.unwto.org
  • Xu, B., Li, M., Liu, S., Fang, J., Ding, R., & Cao, D. (2018). Performance analysis of different type preventive maintenance materials for porous asphalt based on high viscosity modified asphalt. Construction and Building Materials, 191, 320–329. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.10.004
  • Xu, S., Lu, G., Hong, B., Jiang, X., Peng, G., Wang, D., & Oeser, M. (2020). Experimental investigation on the development of pore clogging in novel porous pavement based on polyurethane. Construction and Building Materials, 258, 120378.
  • Zhu, J., Ma, T., Lin, Z., Xu, J., & Qiu, X. (2021). Evaluation of internal pore structure of porous asphalt concrete based on laboratory testing and discrete-element modeling. Construction and Building Materials, 273, 121754.