الخلطة الأسفلتية

الخلطات الأسفلتية عبارة عن مزيج متجانس من مواد الرصف وتشمل الرابط الأسفلتي والركام بدرجاته المختلفة وبعض المضافات كالبودرة وغيره وقد يكون الرابط الأسفلتي محسناً أو غير محسناً وهو يعمل على حماية الخلطة من الماء وكرابط لحبيبات الركام لتكوين كتلة كثيفة متماسكة عندما تلتصق مع بعضها وهذا يؤدى إلى زيادة متانة ومقاومة الخلطة ويتأثر آداء الخلطة الأسفلتية بكل من خصائص مكوناتها كلاَ على حدة وبخصائصها مجتمعة.
وتُعتبر الخلطات الأسفلتية المكون الرئيسي لطبقات الرصف في معظم الطرق الحديثة ، وبالنظر إلى الوظائف المهمة لهذه الطبقات و خاصة قدرتها على مقاومة الإجهادات المختلفة التي تتعرض لها نتيجة لأحمال المرور والتغيرات الحجمية بسبب اختلافات درجات الحرارة اليومية والموسمية ، فإن الخلطات الأسفلتية المطلوبة يجب أن تكون ذات جودة عالية. ويتحقق ذلك بتوفر عدد من الخواص الهندسية و الميكانيكية و التي من أهمها الثبات ( Stability ) و الانسياب ( Flow) وتعمل الخلطات الأسفلتية المستخدمة في مجال الرصف المرن على أساس الخضوع المؤكد بالانحناء قليلاً تحت كل حمل ثم الرجوع إلى الشكل الأصلي وهو ما يعبر عن خاصية المرونة لهذا النوع من الرصف.
هنالك عدة أنواع من الخلطات الأسفلتية في مختلف بلدان العالم من أهمها الخلطة الأسفلتية الساخنة ، الخلطة الأسفلتية الباردة ، الماكدام المسقى بالأسفلت وخلطة الأسفلت الرملي و الناعم ويعود هذا التنوع في الخلطات الأسفلتية إلى تعدد الاستخدامات و الخبرات وذلك باختلاف الظروف البيئية و الاقتصادية للمنطقة المزمع إنشاء الطريق بها وخاصة فيما يتعلق بتوفر مواد الإنشاء و الالآت والمعدات والتقنيات اللازمة لتنفيذ المشروع ، وتتفق كافة أنواع الخلطات الأسفلتية المستعملة في أعمال الرصف في ضرورة توفر عدد من الخواص الأساسية التي يمكن التوصل إليها عن طريق تطبيق المواصفات الفنية وطرق التصميم والإنشاء.

2-3-2 أنواع الخلطات الأسفلتية
تتعدد أنواع الخلطات الأسفلتية المستخدمة في مجال إنشاء الطرق وتتراوح بين :
1) الخلطات الأسفلتية الباردة ( Cold Bituminous Mix).
2) الماكدام المسقى بالأسفلت ( .( Penetration Macadam
3) الأسفلت المصبوب (الماستيك) ( Mastic Asphalt ).
4) الأسفلت الناعم ( .( Sheet Asphalt or Rolled Asphalt
5) الأسفلت الرملي ( Sand Asphalt ).
6) الخلطات الأسفلتية الساخنة ( .( Hot Mix Asphaltic Concrete

1) الخلطات الأسفلتية الباردة ( Cold bituminous Mix (
تُستخدم الخلطات الأسفلتية الباردة في أعمال ترميم الطرق في حالة وجود الحفر و المطبات التي تتكون في أسطح الطرق ، كما يمكن استخدامه كطبقة رابطة أو طبقة سطحية في حالة الطرق الثانوية ، ويلزم عمل طبقة دهان للسطح في هذه الحالة (حالة استخدامها كطبقة سطحية) لوجود فراغات في السطح ، نظراً لأن الأسفلت السائل هو الذي يستخدم في هذا النوع من الرصف ويكون تدرج المواد مفتوح في هذه الحالة لكي يسمح بتبخر المذيب الموجود في الأسفلت ، وطبقة الدهان تتكون من الأسفلت السائل والرمل والسن.
مميزات الخلطات الأسفلتية الباردة
استخدام المواد المحلية مع معدات بسيطة بالمقارنة بالخلطات الساخنة وكذلك عدم الحاجة إلى تسخين الركام مما يوفر التكاليف وتعتبر ملائمة لأعمال الصيانة و الترميمات وتغطية الطرق ذات المرور الخفيف.
عيوب الخلطات الأسفلتية الباردة
سطح غير ناعم ويلزم تغطية بطبقة دهان.

2) الماكدام المسقى بالأسفلت ( Penetration Macadam )
تُستعمل هذه الطريقة كطبقة سطحية في حالات المرور المتوسط إلا أنها تُستعمل على نطاق واسع كطبقة أساس لجميع درجات المرور ، وبصفة خاصة الثقيل عندما يتم وضع طبقة سطحية أعلاها.
وتتكون هذه الطريقة من طبقة من الأحجار الصلبة المكسرة الغليظة تفرش ثم تسقى بالأسفلت الأسمنتي الساخن للعمل كمادة رابطة لهذه الأحجار ثم يتلو تلك الطبقة طبقة أخرى أو أكثر من الأحجار ذات أحجام أقل من المستعملة في الطبقة السابقة لها على أن تسقى كل طبقة بالأسفلت الصلب.
مزايا هذه الطريقة
أنها قد لا تحتاج إلى معدات كثيرة حيث أنه يمكن فرش الأحجار المكسرة وتوزيع الأسفلت يدوياً ولذلك تفضل هذه الطريقة في المناطق التي تتوفر فيها الأحجار و الأيدي العاملة بأجور مناسبة.

عيوب هذه الطريقة
أهم العيوب لعدم استخدام هذه الطريقة هو الاستهلاك الضخم من الأحجار في سبيل الحصول على حجمين أو أكثر من الحبيبات.
ويُراعى ألا يزيد سمك الطبقة عن أقصى حجم للأحجار بمقدار كبير ، وكثيراً ما يصعب الحصول سطح مستوى ومنتظم بسبب كبر حجم الأحجار ، وفى حالة وضع هذا النوع على تربة أساس ذات ليونة عالية فإنها يفضل فرش طبقة من الرمال أو المواد الرفيعة بسمك حوالي 10 سم تمنع غرز الأحجار في التربة.
3) الأسفلت المصبوب (الماستيك) ( Mastic Asphalt )
عبارة عن خلطة من كسر الحجار الصغيرة (أقصى حجم 12 مم) ورمل خشن متدرج نظيف والبودرة و الأسفلت ، بحيث يحتوى على نسبة عالية من البودرة على الأقل 20% وتصل إلى %25 ، وكذلك تحتوي على نسبة عالية من الأسفلت تتراوح بين (7.5-7)% من أسفلت ذو درجة غرز AC 40/50 ويوجد نوع يحتوي على كمية أكبر من كسر الأحجار والنوع الآخر على كمية أقل من كسر الأحجار كالتالي:
• نسبة الركام اكبر من 2 مم تتراوح بين 55-45))% للنوع الأول ،
(40-30)% للنوع الثاني.
• البودرة وهى حبيباتها أقل من 0.09مم أكبر أو تساوى 20%.
• النسبة الباقية من الرمال الخشن النظيفة.

4) الأسفلت الناعم ( Sheet Asphalt or Rolled Asphalt )
يُعتبر من الأنواع المفضلة للاستخدام داخل المدن ، وهو يستعمل مثل الأسفلت المصبوب كطبقة سطحية على طبقة رابطة من الخرسانة الأسفلتية أو على طبقة أساس من الركام الصخري طبقاً للمواصفات المطلوبة.
و تتكون الخلطة من الرمل بنسبة تتراوح بين (85-80)% وحبيبات الرمل من (2-0.09) مم ، والبودرة بنسبة تتراوح بين (20-15)% حبيباتها أقل من 0.09مم
5) الأسفلت الرملي ( Sand Asphalt )
يُستخدم في المناطق التي يتوفر فيها الرمل بكميات كبيرة و اقتصادية فإنه يتم تجهيز هذا النوع في محطات مركزية و استخدامه في طبقات السطح أو طبقات الأساس ويتكون من الرمال و البيتومين والبودرة ويتم تجهيز الأسفلت الناعم إلا أن التحكم في تدرج ومواصفات الرمل ليس بنفس العناية كما في حالة الأسفلت الناعم، و بالتالي تكون خلطة الأسفلت الرملي أقل كثافة وأقل من ناحية الثبات بالمقارنة بالأسفلت الناعم.
6) الخلطات الأسفلتية الساخنة ( Hot Mix Asphaltic Concrete )
تُستخدم الخلطات الأسفلتية الساخنة في رصف الطبقات السطحية للطرق الهامة السريعة سواء كانت داخل المدن أو الطرق الخلوية ، وهذه الخلطات أثبتت أنها تتحمل أثقل أنواع المرور في حالة تصميمها وتجهيزها جيداً ثم وضعها على طبقة أساس مناسبة.
مكونات الخلطة الأسفلتية الساخنة
يتكون المخلوط الأسفلتي على الساخن من ركام متدرج متجانس الخلط (خليط من كسر الأحجار المتدرجة والرمل والبودرة ) مغلف بطبقة من الأسفلت الصلب ولتجفيف الركام و الحصول على درجة سيولة كافية للأسفلت الصلب يتم تسخين كلا من الركام و الأسفلت الصلب قبل الخلط لضمان الحصول على درجة مناسبة من الخلط و التشغيل ومن هنا نشأت التسمية (الخلط الساخن Hot Mix).
تتم عملية الخلط للركام و الأسفلت الصلب في محطات الخلط الأسفلتية (الخلاطة) كما هي موضحة في الصورة (2-3) ، حيث يسخن الركام في المجفف (Dryer) ، و الأسفلت في التنك الخاص به إلى درجات الحرارة المناسبة لإتمام عملية الخلط التي تتم في الخلاط ( Mixer ) وبعدها يتم نقل الخلطة إلى موقع الرصف حيث يتم فرشها على طبقة ذات سمك منتظم ومستوية عن طريق الفنشر ثم تدمك بواسطة معدات الدمك (الهراسات) للحصول على سطح مستوى ناعم وثابت.

عيوب الخلطة الأسفلتية الساخنة
توجد مجموعة من العيوب تؤدى إلى رفض الخلطة الأسفلتية الساخنة نوجزها في الآتي :
• زيادة تسخين الخلطة
زيادة تسخين الخلطة تؤدى إلى أكسدة أو تصلب الأسفلت مما يتسبب في ضعف الخلطة الأسفلتية الساخنة ويظهر ذلك من تصاعد دخان أزرق اللون من الخلطة ، فإذا تم قياس درجة الحرارة وكانت أعلى من المنصوص عليها يتم رفض الخلطة وعمل اللازم نحو إصلاح الحالة في محطة الخلط.
• برودة الخلطة
الخلطات الباردة تتسبب في تعطيل ماكينات الفرش والتسوية وتقل قابليتها للدمك ويجب رفضها إذا كانت درجة حرارتها أقل من المنصوص عليها والخلطة الباردة يمكن الاستدلال عليها من المظهر حيث تبدو متجمدة ويلاحظ عدم انتظام تغطية المواد الصلبة الخشنة بالأسفلت.
• زيادة نسبة الأسفلت

ويمكن ملاحظة ذلك بسهولة فيكون سطح الخلطة في سيارات النقل مستوى أو أفقي وليس هرمي الشكل ، كما يظهر ذلك خلف الفينشر أيضاً، ولابد من اختبار ذلك فوراً.
• النقص في الأسفلت
تظهر الخلطة بمظهر خشن مع عدم انتظام تغطية المواد الخشنة و اختفاء اللمعان بالخلطة وبعد الفرش تبدو من شكلها الجاف ولونها البني الذي يظهر على السطح مع صعوبة دكها بالهراسات.
• عدم انتظام الخلط
ويظهر ذلك من وجود بقع ضعيفة جافة ذات لون بني مختلط بأجزاء لامعة بها نسبة زائدة من الأسفلت.
• زيادة نسبة الركام
تبدو من مظهرها الخشن وعدم سهولة التشغيل و ظهورها كما لو كانت تحتوى على نسبة عالية من الأسفلت لصغر المساحة السطحية للركام الخشن.
• زيادة نسبة المواد الناعمة
تبدو الخلطة بلون بني مثل الخلطات التي تحتوى على نسبة أسفلت منخفضة ، وهى يمكن تمييزها من الفرق الواضح بينها وبين المخلوط المنتظم التدرج ، كذلك من سلوك المخلوط أثناء الفرش و الهرس أسفل الهراسات.
2-3-3 مكونات الخلطة الأسفلتية الساخنة
تتكون الخلطة الأسفلتية من الأسفلت الصلب (أسفلت أسمنتي) كرابط أسفلتي ومن ركام (خليط من كسر الأحجار المتدرجة والرمل) والبودرة وهى كالآتي :
1) الرابط الأسفلتي
الأسفلت الخاص بالرصف غالباً ما يكون من الأسفلت الأسمنتي (AC 60/70 ) وذلك لأعمال الرصف في درجات الحرارة المرتفعة و المتوسطة أما في حالة الأجواء الباردة فيفضل استخدام النوع (AC 80/100) و أيضاً يستخدم هذا النوع في حاله المرور الخفيف في الطرق الغير رئيسية و التي تتعرض لأحجام مرور خفيفة , وهناك ثلاث خصائص مهمة من خصائص الربط الأسفلتي التي تؤثر في أداء الخلطات الأسفلتية وهي
• الحساسية نحو درجة الحرارة .
• اللزوجة .
• التقادم .

2) الركام
يُقصد بالركام المواد الصلبة (Mineral Materials ) مثل الرمل و الزلط Gravel ) ) وكسر الأحجار ( Crushed Stone ) ويستخدم معه وسط رابط Binder ) ) مثل الماء , و البيتومين , و الأسمنت البورتلندي, و الجير , ... الخ لتكوين مخلوطات مركبة مثل ( الخرسانة الأسفلتية , و الخرسانة الأسمنتية ) ، يمثل الركام نسبه ( 92 – 96) % بالحجم من المخلوط الأسفلتي (HMA) ونسبة (80-70) % بالكجم من الخرسانة الأسمنتية ويستخدم أيضاً لطبقات الأساس و الأساس المساعد سواء للرصف المرن Flexible Pavement ) ) و الرصف الصلب Rigid Pavement ) ).

3) البودرة (Mineral Filler )
وهي المواد الناعمة الطبيعية أو ناتج طحن الأحجار الجيرية أو أي أحجار صلبة أخرى و التي تمر كلها من المنخل رقم (30) 0.60 جم وتفي بمتطلبات المواصفات و يجب أن تكون خالية من المواد الطينية أو أي مواد أخرى ضارة ، وذات تدرج محدد حسب الاستخدام .

2-3-4 تصميم الخلطة الأسفلتية ( Asphalt Mixes Design )

هناك عدة أنواع من الخلطات الأسفلتية المستخدمة في مجال الطرق :

1) مراحل تصميم الخلطات الأسفلتية (
Phases of Asphalt Mixes Design )
يمر تصميم الخلطات الأسفلتية بعدة مراحل وهي كما يلي :
i. اختيار المواد الحصوية بحيث يجب أن تستوفي خواص المقاومة و الصلابة و الديمومة و أن تكون مكعبية الشكل وزاوية و تشمل المقارنة بين مصادر الركام و النواحي الفنية و الجانب الاقتصادي.
ii. اختبار التركيب الحبيبي و يفضل استخدام تدرج حبيبي كثيف من الركام مع مراعاة لنوع الركام حيث أن ثبات الخلطة يزداد مع زيادة أكبر قطر للركام المستخدم لكن يجب ألا يزيد أكبر قطر عن (3/1) سماكة الطبقة كما أن استخدام تراكيب حبيبية خشنة يقلل من نسبة البيتومين المستخدم .
iii. تحديد نسبة الحصويات حيث أن نوع طبقة الرصيف وسمكها وطبيعة المواد ومكان توفرها يحدد التركيب الحبيبي وبناء عليه يتم تحديد كل نسبة من الحصويات ومصدرها .
iv. تحديد الوزن النوعي للحصويات ويستخدم حساب نسبة الفراغات الهوائية في الخلطة .
v. قيمة الوزن لنوعي للبيتومين وتعطي من قبل الجهة المصنعة له .
vi. تحضير عينات لاختبار بعد تحديد طريقة لاختبار المعتمدة و القالب المستخدم وحجم العينة ودرجة الدخل وعادة يتم تحضير ثلاث عينات لكل نسبة بتيومين .
vii. تحديد الكثافة ونسبة الفراغات للعينات .
viii. تحديد نسبة البيتومين المثلى وهي تعتمد على شكل و طبيعة سطح الحبيبات و التدرج الحبيبي و مقدرة الحبيبات على التشرب و نوعية البودرة المستخدمة .
ix. اختبار ثبات العينات بالطريقة المتبعة في التصميم .

2) طرق تصميم الخلطات الأسفلتية
يتم تصميم الخلطات الأسفلتية بعدة طرق أهمها :
i. طريقة مارشال ( Marshal Method).
ii. طريقة فيم ( Havem Method ).
iii. طريقة هبارد الحقلية ( Hubbard Method ).
iv. طريقة الضغط الثلاثي المحاور ( .( Triuxial Method
v. طريقة سوبر بيف ( Super Pave Method ).

3) تصميم الخلطة الأسفلتية الساخنة ( Hot Mix Design )

مقدمة
مُنذ العام 1940 و المخلوطات الأسفلتية على الساخن (HMA) يتم تصميمها باستخدام طريقة مارشال أو طريقة فيم وكلتا الطريقتين تساعد القائمين على التنفيذ في معرفة نسبة الأسفلت المثلى التي يتم استخدامها و تعتمد كلتا الطريقتين على علاقات تجريبية ( Empirical) وذلك فإنه من المهم فهم أنه في حاله اختلاف الظروف المحيطة بالطريق أثناء الخدمة عن الظروف أثناء التصميم فإن المخلوط التصميمي قد يكون في هذه الحالة غير مناسب حتى ولو تم التصميم طبقاً للطريقة القياسية و لتعزيز ذلك المفهوم سنتناول طريقة مارشال لتصميم المخلوط الإسفلتي بالتفصيل و سيتم التطبيق على المخلوطات الكثيفة ( Dense Graded ).
تُستخدم الخلطات الأسفلتية الساخنة في رصف الطبقة السطحية للطرق الهامة السريعة سواء كانت داخل المدن أو خارجها ( الطرق الخلوية ) و هذه الخلطة أثبتت أنها تتحمل أثقل أنواع المرور في حالة تصميمها وتجهيزها جيداً ثم وضعها على طبقة أساس.

4) طريقة مارشال لتصميم المخلوط الأسفلتي

التطوير و التطبيق مفاهيم تصميم المخلوط الأسفلتي بطريقة مارشال تم تشكيلها عام 1939 عن طريق بروس مارشال (( Bruce Marshall وكان يعمل مهندس للبيتومين بقسم الطرق في ولاية المسيسبي بالولايات المتحدة الأمريكية وقام سلاح المهندسين الأمريكي فيما بعد بتحديث للطريقة ووضع محددات للتصميم (Design Criteria ) وتم اعتماد طريق مارشال كطريقة قياسية عن طريق الجمعية الأمريكية لاختبار المواد تحت رقم (ASTM DISS9 ) .
وطريقة مارشال المذكورة تطبق فقط على مخلوطات الرصف الأسفلتية على الساخن باستخدام الإسفلت الصلب و المعروف بدرجة الغرز أو اللزوجة وتحتوي على الركام بحجم حبيبات أقصى Maximum Size (1بوصة =25مم ) أو أقل. الطريقة يمكن استخدامها للتصميم المعملي و للتحكم في المخلوط الإسفلتي في الطبيعة .

5) خطوات طريقه مارشال لتصميم الخلطة الأسفلتية الساخنة
i. تعين مختلف خواص العناصر الداخلة في تركيب الخلطة فالمواد العضوية يجب أن تكون جافه وذات تدرج حبيبي مناسب كما يجب أن يعرف الوزن النوعي للركام و البيتومين .
ii. تحضير عينات لخمس خلطات أسفلتية بنسبة من الأسفلت تختلف الواحدة عن الأخرى بنسبة 0.5%.
iii. يتم تسخين عينات الخلطات الأسفلتية الخمس إلى درجة حرارة (135-160)مْ.
iv. تدمك العينات باستخدام طريقة مارشال للدمك بمدقة مارشال والتي وزنها 10 رطل وتسقط مسافة 18بوصة عدد الضربات لكل طبقة من الطبقات الخمس يعتمد على نوع الحركة في الطريق :
• 35ضربة للطريق ذو الحركة المنخفضة.
• 50 ضربة للطريق ذو الحركة المتوسطة.
• 75 ضربة للطريق ذو الحركة العالية.
ويتم حساب الكثافة لكل عينة .
v. تغمر العينات المدموكة في حمام مائي حراري ( 60مْ ) لمدة 30 دقيقة ثم تعرض العينات لجهاز الثبات لمارشال وتسجيل أقصى حمولة تتحملها العينة قبل أن تنكسر وهي تعطي قيمة ثبات مارشال ثم تسجل قراءة عداد الهبوط عند أقصى حمولة للعينة كمقياس للانسياب في العينة وهو عبارة عن القيمة العظمى للتغير الظاهر في العينة لخلطة الانكسار .
vi. عمل تحليل الفراغات لحساب نسبة فراغات الهواء والفراغات المملوءة بالأسفلت لكل عينة .
vii. رسم العلاقات البيانية لنسبة البيتومين مع الآتي :
• الكثافة .
• الانسياب .
• نسبة الفراغات الهوائية .
• نسبة الفراغات المملوءة بالأسفلت .
viii. تعين نسبة الإسفلت المثالية في العلاقات المرسومة كالآتي :
• نسبة الأسفلت التي تعطي قيمة ثبات عظمى .
• نسبة الأسفلت التي تعطي الكثافة العظمى .
• نسبة الأسفلت التي تكون عندها نسبة الفراغات الهوائية 4%.
• نسبة الأسفلت التي تكون عندها نسبة الفراغات المملوءة بالأسفلت 70%.
ix. حساب نسبة الأسفلت المثالية المتوسطة من القيم الأربعة في الخطوات أعلاه .
x. من الرسومات تعين قيم كل من الثبات و الانسياب ونسبة الفراغات الهوائية ونسبة الفراغات المملوءة بالأسفلت المقابلة نسبة الأسفلت المثالية المتوسطة .
xi. مقارنة القيم المستخلصة من الرسومات في الخطوة أعلاه بمواصفات مارشال القياسية فإذا أعطت قيمًا توافي بمواصفات مارشال القياسية فهي مناسبة للتصميم وإلا يجب تعديل التدرج الحبيبي وأشكال الحبيبات ومقاساتها .

شكل (2-9) يوضح مخطط بياني للخطوات المعملية اللازمة لتصميم مارشال

6) الهدف من تصميم المخلوط الأسفلتي
الهدف الرئيسي من تصميم المخلوطات الأسفلتية هو الحصول على خليط من الركام و الأسفلت يكون اقتصادياً و يحقق الأمان المطلوب في حدود المواصفات بالإضافة إلى إمكانية إنتاجه بجودة عالية ولتحقيق ذلك الهدف يجب أن يُراعى في هذا لتصميم ما يلي :
• أن يحتوي المخلوط الأسفلتي على نسبة مناسبة و كافية من الأسفلت بحيث يكون لديه القدرة على المقاومة للعوامل الجوية.
• ثبات كافي للمخلوط الأسفلتي بحيث يكون سطح الرصف قادر على تحميل الأحمال المرورية الواقعة عليه بدون حدوث أي تشكل أو إزاحة.
• أن يحتوي المخلوط على نسبة فراغات مناسبة لإتمام بقية الدمك بواسطة الأحمال المرورية وتجنب حدوث نضح و نقص الثبات.
• قابلية تشغيل كافية للمخلوط بحيث تسمح بإتمام عمليتي الفرش و الدمك بكفاءة عالية.

7) وظائف المخلوط الأسفلتي
يمكن تحديد وظائف طبقة المخلوط الإسفلتي في مجموع طبقات إنشاء الطرق فيما يلي :
i. عنصر إنشائي( Structural Element ) .
ii. تعمل كأحد العناصر الإنشائية المكونة للطريق مع طبقة الأساس و الأساس المساعد وهي من أقواها حيث أنها الطبقة الأولى المعرضة للحمل المباشر .
iii. طبقة عازلة للمياه ( Water Proofing Layer ).
iv. توفر الحماية لطبقة الأساس حيث تمنع وصول مياه الأمطار إلى الطبقات التحتية و التي تؤدي إلى ظهور شروخ على الطريق مما يقلل العمر التصميمي للطريق .
v. توفير سطح آمن ومريح لسير المركبات (( Safe and Comfort وتوفر هذه الطبقة سطح احتكاك ذو خشونة كافية لمنع الانزلاق و المناورة الآمنة للمركبات وفي نفس الوقت على درجة من النعومة و الاستواء يحقق معها عنصر الراحة لمستخدمي الطريق .

8) الخصائص المطلوبة عند تصميم المخلوط الأسفلتي
المخلوط الأسفلتي الساخن له خصائص و متطلبات يجب مراعاتها أثناء التصميم و لكي تتحقق هذه الخصائص يجب أن تتحقق عناصر الجودة لمكونات المخلوط الأسفلت و يتم ذلك عن طريق التحكم في نوعية الأسفلت و نسبته و أيضاً يجب أن يكون الركام المستخدم ذو نوعية جيدة ومتدرجة.
الخصائص المطلوبة للمخلوط الأسفلتي على الساخن HMA يمكن إجمالها في النقاط الآتية :
i. المقاومة للمشكلات الدائمة Resistance to Pavement deformation .
ii. مقاومة الكلالة Fatigue Resistance .
iii. المقاومة للشروخ في الأجواء الباردة Low Temperature Cracking .
iv. المقاومة للعوامل الجوية Durability.
v. المقاومة لفعل الرطوبة و المياه Resistance to Moisture Induced damage.
vi. قابلية المخلوط الأسفلتي للانحناء ( المرونة) Flexibility.
vii. المقاومة للانزلاق Skid Resistance.
viii. القابلية للتشغيل Workability .

i. المقاومة للتشكلات الدائمة
Resistance to Pavement Deformation) )
يجب ألا يحدث تشوه أو إزاحة للرصيف الأسفلتي عند تعرضه للأحمال المرور وتظهر أهمية المقاومة للتشكلات الدائمة rutting ) ) بشكل واضح أثناء أشهر الصيف الحارة حيث تنخفض لزوجة الأسفلت الصلب و يتم مقاومة أحمال المرور في هذه الحالة عن طريق تداخل حبيبات الركام (Aggregate Structure ) ثبات المخلوط ( Stability )كما هو مقاس في طريقة فيم أو مارشال ليس معبراً بصورة أكيدة عن مقاومة المخلوط الأسفلتي للتشكلات الدائمة ، ومقاومة المخلوط للتشكلات الدائمة (Pavement Deformation ) يتم التحكم فيها عن طريق الاختيار الجيد لنوعية و تدرج الركام المستخدم ، ونسبة الأسفلت الصلب المستخدمة بحيث نحصل على نسبة فراغات هوائية مناسبة بالمخلوط .
الدور الذي يلعبه كلاً من الركام و الأسفلت في مقاومة التشكلات للرصف يتم من خلال :
1) قوى الاحتكاك الداخلي (Internal Friction )
تنتج هذه القوى نتيجة للاحتكاك المتولد بين الحبيبات المتداخلة مع بعضها Interlocking ) ) وتعتمد هذه القوى على :
• تدرج الركام ( Gradation ).
• شكل الحبيبة (( Particle Shape .
• الملمس السطحي للحبيبات ( Surface Texture ).
• نسبة الأسفلت بالمخلوط ( .( Percent of Asphalt
• كثافة المخلوط ( Density of Mix ).
فقوى الاحتكاك الداخلي تزداد بزيادة مساحة التلامس بين الحبيبات و بخشونة سطح الحبيبات الركام المستخدم ، ويمكن القول بأنه مع أي نوع من الركام مستخدم فإن ثبات المخلوط يزداد مع زيادة كثافة المخلوط ، و الذي يتحقق من خلال التدرج المناسب للركام و الرمل الصحيح للطبقة مع ملاحظة أن زيادة نسبة الأسفلت تعمل على تقليل الاحتكاك بين حبيبات الركام مما يؤدي إلى نقص في ثبات المخلوط الأسفلتي .

2) قوى التلاصق ( ( Cohesion
وهي القوى الرابطة ( Binding Force ) بين الأسفلت وبين حبيبات الركام وتتناسب هذه القوى طردياً مع :
• معدل التحميل ( Rate of loading ).
• سطح التحميل ( Loaded Area ).
• لزوجة الأسفلت ( Viscosity of Asphalt ).
بينما تتناسب هذه القوى عكسياً مع درجة الحرارة .
تختلف قوى التلاصق بين الأسفلت و الركام باختلاف معدل التحميل و المساحة الواقع عليها الحمل أو اللزوجة للأسفلت ، وتزداد القوى المتلاصقة بزيادة نسبة الأسفلت حتى القيمة القصوى ( المثلى ) بعدها تبدأ القوى في النقصان مع زيادة نسبة الأسفلت ، كما تتأثر أيضاً هذه القوى باختلاف درجات الحرارة . ويمكن إجراء بعض الاختبارات الأخرى مثل اختبار الرصف الإستاتيكي أو الديناميكي Static or Dynamic Creep Tests ) ) وتكون أكثر مناسبة لتوقيع المشكلات الدائمة .

ii. مقاومة الكلل ( Fatigue Resistance )
تعبر عن مقاومة الرصف الأسفلتي للشروخ عند تعرضه لأحمال متكررة غير منتظمة لفترة زمنية ، وطريقة مارشال وفيم لا يوجد بهما قياس مباشر لمقاومة الكلل .
يتم تعيين مقاومة الكلل عن طريق تطبيق أحمال متكررة مركبة ( إما إجهاد مستمر أو انفعال مستمر ) على عينة الاختبار ومنها يتم تقدير عدد دورات تطبيق الحمل المسببة للانهيار ( الشروخ ) .
تزداد مقاومة المخلوط الأسفلتي للكلل عن طريق استخدام :
• نسبة عالية من الأسفلت .
• تدرج كثيف للركام ( ( Dense Graded.
• تدرج جيد للركام (.( Well Graded
فقد أظهرت الاختبارات أن نسبة الأسفلت من أهم العوامل المؤثرة على مقاومة المخلوط الأسفلتي للكلل ( Fatigue ) حيث وجد أنه كلما زادت نسبة الأسفلت كلما زادت مقاومة المخلوط ( Fatigue ) كما يجب أن يستخدم ركام جيد التدرج يتيح استخدام نسبة أسفلت عالية بدون حدوث نضح .

iii. المقاومة للشروخ في الأجواء الباردة
Low Temperature Cracking) )
وهذه خاصية هامة للمخلوط الأسفلتي في المناطق الباردة ، والشروخ التي تحدث للرصف الأسفلتي نتيجة الأجواء الباردة يتسبب فيها وبصورة أساسية خصائص الأسفلت الصلب المستخدم ، ولذلك فإن الاختيار المناسب لدرجة الأسفلت الصلب المستخدم Grade يقلل من حدوث هذا النوع من الشروخ.

iv. المقاومة للعوامل الجوية ( Durability )
وتتمثل هذه الخاصية في قدرة المخلوط الأسفلتي على مقاومة التفكك Disintegration ) ) الناتج من تأثير العوامل الجوية ، والأحمال المرورية.
ويمكن زيادة مقاومة المخلوط الأسفلتي للعوامل الجوية عن طريق :
• زيادة نسبة الأسفلت.
• استخدام ركام ذو تدرج كثيف .
• عمل دمك جيد للطبقات الأسفلتية فتصبح غير منفذة للماء و بالتالي تزداد مقاومتها للتفكك.

v. المقاومة لفعل الرطوبة و المياه
Resistance to Moisture Induced Damage ) (
بعض المخلوطات الأسفلتية عند تعرضها للرطوبة أو المياه يحدث لها فقد في قوة الربط أو الالتصاق بين سطح الركام و الأسفلت الصلب الرابط و تعتبر خواص الركام المستخدمة هي المسئولة عن هذا الفقد على الرغم من أن بعض أنواع الأسفلت الصلب تكون أكثر ميلاً لإحداث تلفيات الرطوبة .
التقلع (Striping ) عن البعض الآخر ، و لعلاج هذه المظاهر تضاف مواد مقاومة للتقلع إلى المخلوط ( Anti-Striping Agents ).
vi. قابلية المخلوط الأسفلتي للانحناء ( المرونة ) ( Flexibility )
تتمثل مرونة المخلوط الأسفلتي في مقدرته على الانحناء المرن بدون حدوث شروخ ، ومدى قابليته للتشكل الحادث له نتيجة الهبوط التدريجي لطبقات الأساس و التأسيس ويمكن الحصول على خلطة أسفلتية مرنة عن طريق زيادة نسبة الأسفلت و استخدام تدرج مفتوح للركام وهناك عوامل أخرى تؤثر على مرونة المخلوط الأسفلتي مثل سمك الطبقة الأسفلتية ودرجة الحرارة .
vii. المقاومة للانزلاق (Skid Resistance )
وهي مقدرة سطح الرصف وخاصة وهو مبلل على توفير الاحتكاك الكافي بينه وبين الإطارات المقاومة لانزلاق المركبات .
و هذه الخاصية مطلوبة بالنسبة للطبقة السطحية فقط حيث يجب أن يتم تصميم هذه الطبقة بحيث تعطي مقاومة كافية للاحتكاك للسماح بحدوث المناورة و الدوران الطبيعي و المساحة المسموحة للحركة بعد الفرملة .
خصائص الركام مثل الملمس السطحي Texture ) ) و الشكل الحبيبي (Shape ) و الحجم ( Size ) و المقاومة للصقل Polish ) ) لها تأثير كبير على مقاومة الاحتكاك و بصفة عامة يمكن القول أن العوامل التي تزيد من مقاومته للانزلاق ، أيضاً يجب ألا يحتوي المخلوط الأسفلتي على محتوى زائد من الأسفلت الصلب بحيث يظهر على السطح (Flush ) ويحدث سطح تزحلق .
viii. القابلية للتشغيلWorkability ) )
يجب أن يكون المخلوط الأسفلتي قابل للفرش و الدمك باستخدام مجهود معقول ولا توجد طريقة قياسية لتقييم و قياس قابلية المخلوط للتشغيل (( Workability أثناء مرحلة التصميم . مشاكل القابلية للتشغيل و الفرش غالباً ما تُكتشف أثناء عمليات الرصف ، وتظهر على سبيل المثال في حالة المخلوطات ذات الثبات العالي بسبب نوعية الركام أو تدرجه . و على أية حال فإنه يمكن إجراء تعديلات مناسبة وسريعة على تصميم المخلوط أثناء التنفيذ للتغلب على مشاكل التشغيل .