influencia del cemento asfÁltico modificado con …

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON

POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS PROPIEDADES DE LA

MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE

AREQUIPA – PERÚ

2021

Tesis presentada por los Bachilleres:

BRONCANO MONTES, JOSE DANIEL

CAMPOS RIVERA, DIEGO ALONSO

Para optar el Título Profesional de:

INGENIERO CIVIL

Asesor: Ing. Roberto Bonifacio Cáceres Flores

INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON

POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS PROPIEDADES DE LA


Tesis presentada por los Bachilleres:

BRONCANO MONTES, JOSE DANIEL

CAMPOS RIVERA, DIEGO ALONSO

Para optar el Título Profesional de:

INGENIERO CIVIL

Dr. Ing. Néstor Tupa Fernández

Ing. Roberto Bonifacio Cáceres Flores

Ing. Lucio Gamero Huarcaya

………………………………………….

………………………………………….

………………………………………….

AREQUIPA – PERÚ

2021

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

APROBADA POR: Unanimidad

Miembros del Jurado de Tesis

Nombre y Apellido Firma

Dedicatoria

Dedico la presente tesis a Dios que fortaleció mi espíritu en los momentos

más difíciles de mi vida. A mis padres Juan Carlos y Marisol que fueron las

personas que me dieron la vida, la educación y siempre me brindaron sabios

consejos. A mi tía Juanita que desde el cielo me protege siempre. A mi única

hermana Fiorella que siempre me alentó a mejorar cada día y superarme a

mi mismo. A mi asesor de tesis Roberto, quien dedico su tiempo y

conocimiento para la culminación de esta tesis.

DIEGO ALONSO CAMPOS RIVERA

Dedicatoria

Dedico esta tesis a Dios por permitirme llegar hasta aquí. A mis padres José

y Josefa que me dieron educación, consejos y siempre estuvieron en los

mejores momentos de mi vida. A mis hermanas mayores Jhoselyn, Cindy y a

mi enamorada Gabriela por ser siempre un ejemplo a seguir y darme la

motivación necesaria en los momentos más complicados. A toda mi familia

porque a pesar de la distancia siempre nos mantuvimos unidos. A mi asesor

de tesis Roberto, quien dedicó sus conocimientos y experiencia para la

culminación de esta tesis.

JOSE DANIEL BRONCANO MONTES

AGRADECIMIENTOS

1. Al Ingeniero Roberto Cáceres Flores, por ser nuestro asesor y permitirnos el uso de su

laboratorio RCF S.R.L. en estos tiempos difíciles.

2. A todo el personal del Laboratorio de Mecánica De Suelos, Concreto y Asfalto RCF S.R.L.

no solo por brindarnos su amistad sino también por su paciente y cordial acogida en sus

instalaciones.

3. A la Ingeniera Alejandra Marquina por brindarnos asesoría externa y con el abastecimiento

del cemento asfáltico convencional.

4. Al grupo TDM Asfaltos Perú por el abastecimiento del cemento asfáltico modificado en

especial a los Ingenieros Wendy Herencia y Víctor Moreano quienes estuvieron prestos para

brindarnos todo su apoyo y conocimiento sobre el tema.

5. A la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de San Agustín por brindarnos

el conocimiento previo y las bases de lo que será nuestra futura vida profesional.

6. A nuestras respectivas familias por darnos su apoyo incondicional en cada momento de la

ejecución de la tesis.

7. A todas las personas que de diferentes maneras nos apoyaron en la culminación de esta tesis.

Daniel Broncano y Diego Campos

RESUMEN

La gran demanda de pavimentos asfálticos en el Departamento de Arequipa con mejores

características fisico-mecanicas y mejor capacidad de respuesta frente a los mecanismos de falla

recurrentes en los pavimentos flexibles, conllevan a nuevas investigaciones en el campo de las

mezclas asfálticas.

La presente investigación tiene como propósito estudiar la influencia de dos tipos de cementos

asfálticos modificados con polímero SBS y ELVALOY en mezclas asfálticas en caliente, frente a

un cemento asfáltico convencional PEN 60-70 haciendo uso de la metodología Marshall con un

requerimiento granulométrico MAC-01 para tránsitos pesados.

Adicionalmente se estudiaron los tipos de daño comunes en pavimentos flexibles los cuales

están basados en dos criterios: el daño por fatiga y el daño por ahuellamiento; así como también

el desempeño de estas mezclas asfálticas en caliente frente a daños producidos por la humedad.

Para el estudio de los daños producidos por ahuellamiento y daños producidos por la humedad

se realizaron los ensayos de Rueda de Hamburgo Wheel Track y los ensayos TSR (Tracción

Indirecta o Tensión diametral) y para el estudio de los daños producidos por fatiga se realizaron

los ensayos de Tracción Directa a los 03 tipos de cementos asfálticos.

Concluyendo que las mezclas asfálticas modificadas con polímeros no solo mejoran las

propiedades volumétricas de las mezclas bituminosas, sino también, presentan mejor grado de

desempeño para cada criterio de falla, lo que significaría un aumento del tiempo de vida útil de

estos pavimentos y una reducción significativa de costos en reparaciones de los mismos.

PALABRAS CLAVE:

Polímeros, Cemento Asfáltico, Metodología Marshall, Contenido óptimo de bitumen, Criterios

de daño, Daño por fatiga, Daño por ahuellamiento, SBS, ELVALOY, daño por humedad, Ensayo

de Tracción Directa, Ensayo de Tracción Indirecta, Ensayo de Rueda de Hamburgo, SCB, Tiempo

de vida útil, Módulo de Rigidez, Energía de Fractura.

ABSTRACT

The great demand for asphalt pavements in the Department of Arequipa with better physical-

mechanical characteristics and better response capacity in the face of recurring failure mechanisms

in flexible pavements, leads to new research in the field of asphalt mixtures.

The purpose of this research is to study the influence of two types of SBS and ELVALOY

polymer-modified asphalt cements in hot asphalt mixtures, compared to a conventional PEN 60/70

asphalt cement using the Marshall methodology with a MAC-01 granulometric requirement. for

heavy transits.

Additionally, the common types of damage in flexible pavements were studied, which are based

on two criteria: fatigue damage and rutting damage; as well as the performance of these hot asphalt

mixtures against damage caused by moisture.

For the study of the damage caused by rutting and damage caused by moisture, the Hamburg

Wheel Track tests and the TSR tests (Indirect Traction or Diametral Tension) were carried out and

for the study of the damage caused by fatigue the tests of Direct Traction to the 03 types of asphalt

cements.

Concluding that polymer modified asphalt mixtures not only improve the volumetric properties

of bituminous mixtures, but also present, a better degree of performance for each failure criterion,

which would mean an increase in the useful life of these pavements and a significant reduction in

costs. in repairs of the same.

KEY WORDS:

Polymers, Asphalt Cement, Marshall Methodology, Optimal Bitumen Content, Damage Criteria,

Fatigue Damage, Rut Damage, SBS, ELVALOY, Moisture Damage, Direct Tensile Test, Indirect

Tensile Test, Hamburg Wheel Test, SCB, Lifespan, Stiffness Modulus, Fracture Energy.

ÍNDICE DE CONTENIDO

ÍNDICE DE CONTENIDO ..................................................................................................... 7

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES ........................................................................................... 13

ÍNDICE DE TABLAS ............................................................................................................ 14

ÍNDICE DE GRÁFICAS ....................................................................................................... 20

ÍNDICE DE ECUACIONES ................................................................................................. 22

ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS .............................................................................................. 23

GLOSARIO DE TÉRMINOS ............................................................................................... 26

1 CAPÍTULO I: GENERALIDADES. ............................................................................. 28

1.1 INTRODUCCIÓN. ............................................................................................................... 29

1.2 PROBLEMÁTICA. ............................................................................................................... 29

1.3 OBJETIVOS. ........................................................................................................................ 29

1.3.1 OBJETIVO GENERAL. ................................................................................................................... 29

1.3.2 OBJETIVOS ESPECíFICOS ........................................................................................................... 30

1.4 HIPÓTESIS ........................................................................................................................... 30

1.5 VARIABLES ........................................................................................................................ 30

1.5.1 VARIABLES INDEPENDIENTES ................................................................................................... 30

1.5.2 VARIABLES DEPENDIENTES ....................................................................................................... 31

1.6 METODOLOGÍA ................................................................................................................. 31

1.6.1 TRABAJO PRELIMiNAR DE GABINETE ...................................................................................... 31

1.6.2 TRABAJO DE LABORATORIO ...................................................................................................... 31

1.6.3 TRABAJO DE GABINETE .............................................................................................................. 31

2 CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO............................................................................ 32

2.1 ANTECEDENTES. ............................................................................................................... 33

2.2 ASFALTO. ............................................................................................................................ 34

2.2.1 HISTORIA DEL ASFALTO. ............................................................................................................ 34

2.2.2 DEFINICIÓN DEL ASFALTO. ....................................................................................................... 35

2.2.3 OBTENCIÓN DEL ASFALTO. ....................................................................................................... 36

2.2.4 COMPOSICIÓN DEL ASFALTO. .................................................................................................. 37

2.2.5 PROPIEDADES FÍSICAS DEL ASFALTO. .................................................................................... 38

2.2.6 ENSAYOS NORMALES A LOS ASFALTOS: .................................................................................. 40

2.2.7 CLASIFICACIÓN DE LOS ASFALTOS: ........................................................................................ 42

2.3 POLÍMEROS. ....................................................................................................................... 44

2.3.1 ANTECEDENTES. .......................................................................................................................... 44

2.3.2 DEFINICIÓN .................................................................................................................................. 45

2.3.3 POLÍMEROS MODIFICADORES. ................................................................................................. 46

2.3.4 PROPIEDADES DE LOS POLÍMEROS. ........................................................................................ 48

2.3.5 POLÍMEROS USADOS EN LA MODIFICACIÓN DE CEMENTOS ASFÁLTICOS. ..................... 49

2.4 ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS. ............................................................ 50

2.4.1 DEFINICIÓN: ................................................................................................................................. 50

2.4.2 ESTRUCTURA DEL ASFALTO MODIFICADO: ........................................................................... 50

2.4.3 COMPATIBILIDAD ASFALTO – POLMERO. ............................................................................... 51

2.4.4 VENTAJAS DE LA UTILIZACIÓN DE LOS ASFALTOS MODIFICADOS. .................................. 52

2.4.5 ASFALTOS MODIFICADOS CON POLíMEROS ELASTOMEROS: ............................................. 53

2.4.6 ASFALTOS MODIFICADOS CON POLíMEROS PLASTóMEROS: .............................................. 54

2.4.7 ANALISIS DEL POLIMERO SOBRE EL CEMENTO ASFÁLTICO. .............................................. 55

2.5 MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE. ............................................................................ 57

2.5.1 DEFINICIÓN. ................................................................................................................................. 57

2.5.2 COMPONENTES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE. ................................................ 57

2.5.3 PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE. .................................................. 58

2.5.4 CONTENIDO DE CEMENTO ASFÁLTICO. .................................................................................. 59

2.5.5 DISEÑO DE MEZCLA .................................................................................................................... 61

2.5.6 MECANISMOS DE DAÑO EN LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE. ............................ 65

3 CAPÍTULO III: POCEDIMIENTO EXPERIMENTAL EN MEZCLA

ASFÁLTICA EN CALIENTE. .................................................................................................. 73

3.1 CARACTERÍSTICAS DE LOS AGREGADOS................................................................... 74

3.1.1 OBTENCIÓN DE LOS AGREGADOS. ........................................................................................... 74

3.1.2 CARACTERÍSTICAS DE LA CANTERA LA PODEROSA – SUPERMIX ....................................... 74

3.1.3 AGREGADO GRUESO ................................................................................................................... 75

3.1.4 AGREGADO FINO ......................................................................................................................... 76

3.1.5 RESULTADOS DE ENSAYOS REALIZADOS A LOS AGREGADOS ............................................. 76

3.1.6 CEMENTO ASFÁLTICO ................................................................................................................ 79

3.2 ENSAYO MARSHALL. ....................................................................................................... 80

3.2.1 NORMATIVA. ................................................................................................................................. 80

3.2.2 EQUIPOS Y HERRAMIENTAS DE LABORATORIO ..................................................................... 81

3.2.3 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL. .......................................................................................... 84

3.2.4 DIAGRAMA DE FLUJO DEL ENSAYO MARSHALL. ................................................................... 86

3.2.5 PANEL FOTOGRÁFICO PARA EL ENSAYO MARSHALL. .......................................................... 87

3.3 ENSAYO TRACCIÓN INDIRECTA TENSILE STRENGTH RATIO (TSR). .................... 88

3.3.1 NORMATIVA. ................................................................................................................................. 88

3.3.2 EQUIPOS Y HERRAMIENTAS DE LABORATORIO. .................................................................... 88


3.3.4 DIAGRAMA DE FLUJO DEL ENSAYO TSR. ................................................................................ 93

3.3.5 PANEL FOTOGRÁFICO PARA ENSAYO TSR. ............................................................................. 94

3.4 ENSAYO TRACCIÓN DIRECTA SBC. .............................................................................. 96

3.4.1 INTRODUCCIÓN. .......................................................................................................................... 96

3.4.2 EQUIPOS Y HERRAMIENTAS DE LABORATORIO. .................................................................... 96


3.4.4 DIAGRAMA DE FLUJO DEL ENSAYO SBC. ................................................................................ 99

3.4.5 PANEL FOTOGRÁFICO PARA ENSAYO SCB. ........................................................................... 100

3.5 ENSAYO RUEDA DE HAMBURGO – WHELL TRACK. ............................................... 101

3.5.1 NORMATIVA. ............................................................................................................................... 101

3.5.2 EQUIPOS Y HERRAMIENTAS DE LABORATORIO. .................................................................. 101

3.5.3 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL. ........................................................................................ 103

3.5.4 DIAGRAMA DE FLUJO. .............................................................................................................. 105

3.5.5 PANEL FOTOGRÁFICO PARA LA RUEDA DE HAMBURGO. ................................................. 106

3.6 DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE. ..................................................... 107

3.6.1 PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LOS AGREGADOS. ........................................... 107

3.6.2 GRANULOMETRÍA DE LOS AGREGADOS................................................................................ 108

3.6.3 CONTENIDO ÓPTIMO DE CEMENTO ASFÁLTICO. ................................................................ 112

3.6.4 CONTENIDO ÓPTIMO DE CEMENTO ASFÁLTICO MÉTODO MARSHALL. ......................... 115

3.6.5 ENSAYO DE TRACCIÓN INDIRECTA TSR MEZCLA ASFáLTICA CONVENCIONAL. ............ 125

3.6.6 ENSAYO DE TRACCIÓN DIRECTA SBC MEZCLA A. CONVENCIONAL. ................................ 129

3.6.7 ENSAYO DE LA RUEDA DE HAMBURGO. ................................................................................ 135

4 CAPÍTULO IV: MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON POLÍMEROS. .. 139

4.1 ASFALTO MODIFICADO CON SBS Y ELVALOY. ....................................................... 140

4.2 ASFALTO MODIFICADO CON SBS. .............................................................................. 140

4.2.1 CONTENIDO ÓPTIMO DE ASFALTO MODIFICADO CON SBS – MÉTODO MARSHALL. ... 140

4.2.2 ENSAYO DE LA RUEDA DE HAMBURGO MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON

POLÍMERO SBS. ............................................................................................................................................. 151

4.3 ASLFALTO MODIFICADO CON ELVALOY. ................................................................ 155

4.3.1 CONTENIDO ÓPTIMO DE ASFALTO MODIFICADO CON ELVALOY – MÉTODO

MARSHALL...................................................................................................................................................... 155

4.4 COMPARACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES ENTRE LA

MEZCLA ASFÁLTCA CONVENCIONAL Y LA MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON

POLÍMEROS. ....................................................................................................................................... 165

5 CAPÍTULO V: ENSAYOS DE TRACCIÓN EN MEZCLAS ASFÁLTICAS

MODIFICADAS CON POLÍMEROS. ................................................................................... 166

5.1 IMPORTANCIA DE LOS ENSAYOS DE TRACCIÓN EN MEZCLAS ASFÁLTICAS

MODIFICADAS. ................................................................................................................................. 167

5.1.1 ENSAYO DE TRACCIÓN DIRECTA. ........................................................................................... 167

5.1.2 ENSAYO DE TRACCIÓN INDIRECTA. ....................................................................................... 171

5.2 ENSAYOS DE TRACCIÓN INDIRECTA. ........................................................................ 174

5.2.1 ENSAYO DE TRACCIÓN INDIRECTA EN MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON

POLÍMERO SBS. ............................................................................................................................................. 174

5.2.2 ENSAYO TSR MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON SBS C.A. 5.00%. ............................. 176

5.2.3 ENSAYO DE TRACCIÓN INDIRECTA EN MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON

POLÍMERO ELVALOY. ................................................................................................................................... 179

5.2.4 ENSAYO TSR MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON ELVALOY C.A. 5.00%. .................. 181

5.3 ENSAYOS DE TRACCIÓN DIRECTA. ............................................................................ 183

5.3.1 ENSAYO DE TRACCIÓN DIRECTA EN MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON POLÍMERO

SBS C.A. 4.50%. ............................................................................................................................................... 183


SBS C.A. 5.00%. ............................................................................................................................................... 186


ELVALOY C.A. 4.40%. .................................................................................................................................... 189


ELVALOY C.A. 5.00% ..................................................................................................................................... 192

5.4 TABLA COMPARATIVA DE RESULTADOS EN ENSAYOS DE TRACCIÓN

INDIRECTA Y DIRECTA. .................................................................................................................. 195

5.4.1 RESUMEN DEL ENSAYO DE TRACCIÓN INDIRECTA. ............................................................ 195

5.4.2 RESUMEN DEL ENSAYO DE TRACCIÓN DIRECTA................................................................. 196

6 CAPÍTULO VI: ANÁLISIS DE RESULTADOS DE LOS ENSAYOS. .................. 197

6.1 CARACTERÍSTICAS DEL DISEÑO CON ASFALTO CONVENCIONAL. ................... 198

6.1.1 MÉTODO MARSHALL. ................................................................................................................ 198

6.1.2 MÉTODO TENSILE STRENGTH RATIO (TSR)........................................................................... 199

6.1.3 MÉTODO VIGA SEMI CIRCULAR SIMPLEMENTE APOYADA (SCB). .................................... 199

6.2 CARACTERÍSTICAS DEL DISEÑO CON ASFALTO MODIFICADO. ......................... 200

6.2.1 MÉTODO MARSHALL. ................................................................................................................ 200



6.2.4 RELACION ENTRE AMBOS POLIMEROS.................................................................................. 204

6.3 ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE RESULTADOS ENTRE MEZCLAS ASFÁLTICAS

CONVENCIONALES Y MODIFICADAS CON POLÍMEROS. ........................................................ 205

6.3.1 MÉTODO MARSHALL. ................................................................................................................ 205



6.3.4 MÉTODO DE LA RUEDA DE HAMBURGO. .............................................................................. 217

6.3.5 BENEFICIOS DE RESISTENCIA. ................................................................................................ 220

7 CAPÍTULO VII: EVALUACIÓN ECÓNOMICA DEL CEMENTO ASFÁLTICO

MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY. .................................................... 221

7.1 EVALUACIÓN ECONÓMICA DE LA PRODUCCIÓN DE CEMENTOS ASFÁLTICOS

MODIFICADOS. ................................................................................................................................. 222

7.2 INVERSIÓN ECONÓMICA Y COSTOS OPERATIVOS. ................................................ 224

7.3 EXTRAPOLACIÓN DE RESULTADOS EN OBRA DETERMINADA. ......................... 230

7.4 ANÁLISIS COMPARATIVO DEL BENEFICIO ECONÓMICO EN EL EMPLEO DE

PAVIMENTO FLEXIBLES CON ASFALTO MODIFICADO. .......................................................... 231

CONCLUSIONES ................................................................................................................ 232

RECOMENDACIONES ...................................................................................................... 235

BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................. 236

ANEXOS ............................................................................................................................... 239

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES

Ilustración 2-1 Proceso de Refinación del Petróleo ................................................................................... 37

Ilustración 2-2 Modelo Micelar .................................................................................................................. 38

Ilustración 2-3 Consistencia vs Temperatura ............................................................................................. 39

Ilustración 2-4 Consistencia vs Temperatura (Asfalto Convencional vs Modificado) ............................... 50

Ilustración 2-5 Compatibilidad Asfalto - Polímero .................................................................................... 52

Ilustración 2-6 Deformación por Ahuellamiento ........................................................................................ 67

Ilustración 2-7 Fases de degradación por el fenómeno de fatiga en mezclas asfálticas ............................ 68

Ilustración 2-8 Separación del árido de la mezcla debido a fallo cohesivo vs. Fallo adhesivo ................. 70

Ilustración 2-9 Mecanismos de daño por humedad .................................................................................... 70

Ilustración 2-10 Separación del daño por humedad en procesos físicos y mecánicos. .............................. 72

Ilustración 3-1 Ubicación de la cantera LA PODEROSA - SUPERMIX. .................................................. 74

Ilustración 3-2 Disposición de Moldes ..................................................................................................... 104

Ilustración 5-1 Esquema de ensayo SCB .................................................................................................. 168

Ilustración 5-2 Muestra y Dispositivo SCB .............................................................................................. 168

Ilustración 5-3 Curva Carga - Deformación SCB .................................................................................... 169

Ilustración 5-4 Esquema Ensayo TSR ....................................................................................................... 172

Ilustración 5-5 Condiciones de Carga y Distribución de Esfuerzos en la Briqueta ................................. 173

Ilustración 7-1 Carta de grado de Performance....................................................................................... 222

Ilustración 7-2 Factores para el cálculo del PG ...................................................................................... 223

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 2-1 Historia del Asfalto .................................................................................................................... 35

Tabla 2-2 Ensayos Normales a los Asfaltos ................................................................................................ 42

Tabla 2-3 Polímeros Comerciales. ............................................................................................................. 49

Tabla 2-4 Especificaciones del Cemento Asfáltico Modificado con Polímeros ......................................... 53

Tabla 2-5 Especificaciones del Cemento Asfáltico ..................................................................................... 55

Tabla 2-6 Tabla de Valores de n según Absorción ..................................................................................... 59

Tabla 2-7 Proceso de daño por Humedad .................................................................................................. 71

Tabla 3-1 Requerimientos para los agregados gruesos según EG- 2013, MTC. ....................................... 75

Tabla 3-2 Requerimientos para los agregados gruesos según EG- 2013, MTC. ....................................... 76

Tabla 3-3 Especificaciones de los Agregados Gruesos. ............................................................................. 77

Tabla 3-4 Especificaciones de los Agregados Finos. ................................................................................. 77

Tabla 3-5 Selección del tipo de cemento asfáltico. ..................................................................................... 79

Tabla 3-6 Especificaciones Técnicas del Asfalto por Penetración ............................................................. 79

Tabla 3-7 Especificaciones Técnicas del Asfalto por Viscosidad ............................................................... 80

Tabla 3-8 Propiedades Físicas del Agregado Grueso .............................................................................. 107

Tabla 3-9 Propiedades Físicas del Agregado Fino .................................................................................. 107

Tabla 3-10 Granulometría del Agregado Grueso ..................................................................................... 108

Tabla 3-11 Granulometría del Agregado Fino ......................................................................................... 109

Tabla 3-12 Combinación de los Agregados .............................................................................................. 110

Tabla 3-13 Verificación Huso Granulométrico MAC-01 ......................................................................... 110

Tabla 3-14 Datos Obtenidos de la Curva Granulométrica de la Combinación de Agregados ................ 112

Tabla 3-15 Área Superficial de los Agregados ......................................................................................... 113

Tabla 3-16 Dosificación de la Mezcla Asfáltica Convencional ................................................................ 115

Tabla 3-17 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica Convencional de 3.50% .................. 116



Tabla 3-20 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica Convencional de5.00% ................... 117



Tabla 3-23 Gravedad Máxima Teórica para diferentes contenidos de C.A. Convencional ..................... 118

Tabla 3-24 Ensayo Marshall Mezcla Asfáltica Convencional .................................................................. 119

Tabla 3-25 Contenido Óptimo de Asfalto mezcla Asfáltica Convencional ............................................... 122

Tabla 3-26 Características del Contenido Óptimo de Asfalto mezcla Asfáltica Convencional ............... 123


Tabla 3-28 Ensayo de Verificación para un Contenido Óptimo de Asfalto para mezcla Asfáltica

Convencional ............................................................................................................................................ 124

Tabla 3-29 Determinación del Numero de Golpes para a% 7.00% de una mezcla Asfáltica Convencional

5.03% ........................................................................................................................................................ 125

Tabla 3-30 Ensayo TSR para una mezcla Asfáltica Convencional PEN 60-70 ........................................ 126


5.50% ........................................................................................................................................................ 127

Tabla 3-32 Ensayo TSR para una mezcla Asfáltica Convencional PEN 60-70 C.A. 5.50% .................... 128

Tabla 3-33 Medidas y Propiedades - Ensayo SCB MAC 5.03% .............................................................. 129

Tabla 3-34 Características - Ensayo SCB MAC 5.03% ........................................................................... 129

Tabla 3-35 Características obtenidas de la Curva - Ensayo SCB MAC 5.03% ....................................... 130

Tabla 3-36 Ensayo Tracción Directa - SCB mezcla Asfáltica Convencional 5.03% ............................... 131

Tabla 3-37 Medidas y Propiedades - Ensayo SCB MAC 5.50% .............................................................. 132

Tabla 3-38 Características - Ensayo SCB MAC 5.50% ........................................................................... 132

Tabla 3-39 Características obtenidas de la Curva - Ensayo SCB MAC 5.50% ....................................... 133

Tabla 3-40 Ensayo Tracción Directa - SCB mezcla Asfáltica Convencional 5.50% ............................... 134


.................................................................................................................................................................. 135

Tabla 3-42 Dosificación para el ensayo de la Rueda de Hamburgo - MAC 5.03% ................................. 136

Tabla 3-43 Número de Pases vs Deformación PEN 60-70 5.03%............................................................ 137

Tabla 3-44 Stripping en la mezcla asfáltica convencional PEN 60-70 .................................................... 138

Tabla 4-1 Dosificación de la Mezcla Asfáltica Modificada con SBS ....................................................... 140

Tabla 4-2 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con SBS de 3.00% ............................. 141







Tabla 4-9 Gravedad Máxima Teórica para diferentes contenidos de C.A. Modificado con SBS ............. 144

Tabla 4-10 Ensayo Marshall Mezcla Asfáltica Modificada con SBS ....................................................... 145

Tabla 4-11 Contenido Óptimo de Asfalto mezcla Asfáltica Modificada con SBS .................................... 149

Tabla 4-12 Características del Contenido Óptimo de Asfalto mezcla Asfáltica Modificada con SBS ..... 149


Modificada con SBS .................................................................................................................................. 150

Tabla 4-14 Determinación del Numero de Golpes para a% 7.00% de una mezcla Asfáltica Modificada

con SBS ..................................................................................................................................................... 151

Tabla 4-15 Dosificación para el ensayo de la Rueda de Hamburgo - SBS .............................................. 152

Tabla 4-16 Número de Pases vs Deformación mezcla asfáltica modificada con SBS .............................. 153

Tabla 4-17 Stripping en mezcla asfáltica modificada con SBS ................................................................ 154

Tabla 4-18 Dosificación de la Mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY ........................................... 155

Tabla 4-19 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con ELVALOY de 3.00% ................. 156







Tabla 4-26 Gravedad Máxima Teórica para diferentes contenidos de C.A. Modificado con ELVALOY 158

Tabla 4-27 Ensayo Marshall Mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY ............................................. 159

Tabla 4-28 Contenido Óptimo de Asfalto mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY .......................... 162

Tabla 4-29 Características del Contenido Óptimo de Asfalto mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY

.................................................................................................................................................................. 163



Modificada con ELVALOY ....................................................................................................................... 164

Tabla 4-32 Tabla Comparativa entre las Características y Propiedades de un Mezcla Convencional vs

Modificada ................................................................................................................................................ 165

Tabla 5-1 Determinación del número de golpes para a% 7.00% de una mezcla Asfáltica Modificada con

SBS – 4.50% .............................................................................................................................................. 174

Tabla 5-2 Ensayo TSR para una mezcla Asfáltica Modificada con SBS 4.50% ....................................... 175


SBS - 5.00% .............................................................................................................................................. 177

Tabla 5-4 Ensayo TSR para una mezcla Asfáltica Modificada con SBS 5.00% ....................................... 178


ELVALOY – 4.40% ................................................................................................................................... 179

Tabla 5-6 Ensayo TSR para una mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY 4.40% ............................ 180


ELVALOY – 5.00% ................................................................................................................................... 181

Tabla 5-8 Ensayo TSR para una mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY 5.00% ............................ 182

Tabla 5-9 Medidas y Propiedades - Ensayo SCB ..................................................................................... 183

Tabla 5-10 Características - Ensayo SCB ................................................................................................ 183

Tabla 5-11 Características obtenidas de la Curva - Ensayo SCB ............................................................ 184

Tabla 5-12 Ensayo Tracción Directa - SCB mezcla Asfáltica Modificada con SBS ................................ 185

Tabla 5-13 Medidas y Propiedades - Ensayo SCB con SBS 5.00% .......................................................... 186

Tabla 5-14 Características - Ensayo SCB con SBS 5.00% ....................................................................... 186

Tabla 5-15 Características obtenidas de la Curva - Ensayo SCB - SBS 5.00% ....................................... 187

Tabla 5-16 Ensayo Tracción Directa - SCB mezcla Asfáltica Modificada con SBS 5.00% ..................... 188

Tabla 5-17 Medidas y Propiedades - Ensayo SCB mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY ............ 189

Tabla 5-18 Características - Ensayo SCB con ELVALOY 4.40% ............................................................ 189

Tabla 5-19 Características obtenidas de la Curva - Ensayo SCB - ELVALOY 4.40% ............................ 190

Tabla 5-20 Ensayo Tracción Directa - SCB mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY 4.40% ........... 191

Tabla 5-21 Medidas y Propiedades - Ensayo SCB mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY 5.00% . 192

Tabla 5-22 Características - Ensayo SCB con ELVALOY 5.00% ............................................................ 192

Tabla 5-23 Características obtenidas de la Curva - Ensayo SCB - ELVALOY 5.00% ............................ 193

Tabla 5-24 Ensayo Tracción Directa - SCB mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY 5.00% ........... 194

Tabla 5-25 Resumen ensayo TSR para mezcla Asfáltica Modificada con SBS ........................................ 195

Tabla 5-26 Resumen ensayo TSR para mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY .............................. 195

Tabla 5-27Resumen ensayo SCB para una mezcla Asfáltica Modificada con SBS .................................. 196

Tabla 5-28 Resumen ensayo SCB para una mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY ....................... 196

Tabla 6-1 Resumen de las Características de la mezcla Asfáltica Convencional para diferentes

contenidos de asfalto ................................................................................................................................. 198

Tabla 6-2 Características del Contenido Óptimo de Asfalto y de un contenido mayor al óptimo - PEN 60-

70 .............................................................................................................................................................. 198

Tabla 6-3 Resumen Ensayo TSR mezcla Asfáltica Convencional ............................................................. 199

Tabla 6-4 Resumen ensayo SCB para una mezcla Asfáltica Convencional ............................................. 199

Tabla 6-5 Resumen de las características de la mezcla Asfáltica Modificada con SBS para diferentes

contenidos de asfalto ................................................................................................................................. 200

Tabla 6-6 Características del Contenido Óptimo de Asfalto y de un Contenido Mayor al Óptimo - SBS 200

Tabla 6-7 Resumen de las características de la mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY para

diferentes contenidos de asfalto ................................................................................................................ 201

Tabla 6-8 Características del Contenido Óptimo de Asfalto y de un contenido mayor al óptimo -

ELVALOY .................................................................................................................................................. 201

Tabla 6-9 Resumen Ensayo TSR mezcla Asfáltica Modificada con SBS y ELVALOY para su Contenido

Óptimo de Asfalto ..................................................................................................................................... 202

Tabla 6-10 Resumen Ensayo TSR mezcla Asfáltica Modificada con SBS y ELVALOY para un contenido

mayor al óptimo ........................................................................................................................................ 202

Tabla 6-11 Resumen Ensayo SCB mezcla Asfáltica Modificada con SBS y ELVALOY para su Contenido

Óptimo de Asfalto ..................................................................................................................................... 203

Tabla 6-12 Resumen Ensayo SCB mezcla Asfáltica Modificada con SBS y ELVALOY para un contenido

mayor al óptimo ........................................................................................................................................ 203

Tabla 6-13 Relación entre Polímeros ....................................................................................................... 204

Tabla 6-14 Ensayo SCB para un contenido Óptimo de Asfalto ................................................................ 212

Tabla 6-15 Características del ensayo de Rueda de Hamburgo .............................................................. 217

Tabla 6-16 Beneficios de Resistencia ....................................................................................................... 220

Tabla 7-1Resumen de Contenidos de Bitumen ......................................................................................... 224

Tabla 7-2 Peso de Cemento asfáltico por Contenido de Bitumen ............................................................ 225

Tabla 7-3 Precio de Cementos Asfálticos ................................................................................................. 226

ÍNDICE DE GRÁFICAS

Gráfica 3-1 Curva Granulométrica del Agregado Grueso ...................................................................... 108

Gráfica 3-2 Curva Granulométrica del Agregado Fino .......................................................................... 109

Gráfica 3-3 Curva Granulométrica de la Combinación de los Agregados MAC-01 .............................. 111

Gráfica 3-4 Volumen de Aire a% mezcla Asfáltica Convencional .......................................................... 120

Gráfica 3-5 Volumen de Aire en el Agregado Mineral V.A.M. mezcla Asfáltica Convencional ............. 120

Gráfica 3-6 Peso Unitario mezcla Asfáltica Convencional ..................................................................... 121

Gráfica 3-7 Estabilidad en mezcla Asfáltica Convencional .................................................................... 121

Gráfica 3-8 Flujo en mezcla Asfáltica Convencional .............................................................................. 122

Gráfica 3-9 Volumen de Aire vs Numero de Golpes para ensayo TSR - Convencional .......................... 125

Gráfica 3-10 Volumen de Aire vs Numero de Golpes para ensayo TSR - Convencional C.A. 5.50% ..... 127

Gráfica 3-11 Carga vs Deformación - Ensayo SCB mezcla Asfáltica Convencional 5.03% .................. 130

Gráfica 3-12 Carga vs Deformación - Ensayo SCB mezcla Asfáltica Convencional 5.50% .................. 133

Gráfica 3-13 Volumen de Aire vs Numero de Golpes para ensayo de la Rueda de Hamburgo- MAC

5.03% ........................................................................................................................................................ 136

Gráfica 3-14 Ensayo Rueda de Hamburgo PEN 60-70 ........................................................................... 138

Gráfica 3-1 Índice de Asfalto por unidad de área superficial .................................................................. 114

Gráfica 4-1 Volumen de aire a% mezcla Asfáltica Modificada con SBS ................................................. 146

Gráfica 4-2 Volumen de aire en el agregado Mineral V.A.M. mezcla Asfáltica Modificada con SBS ..... 146

Gráfica 4-3 Estabilidad en mezcla Asfáltica Modificada con SBS ........................................................... 147

Gráfica 4-4 Peso Unitario mezcla Asfáltica Modificada con SBS ........................................................... 147

Gráfica 4-5 Flujo en mezcla Asfáltica Modificada con SBS ..................................................................... 148

Gráfica 4-6 Volumen de aire vs número de golpes para ensayo de la Rueda de Hamburgo - SBS ......... 152

Gráfica 4-7Ensayo Rueda de Hamburgo mezcla asfáltica modificada con SBS ...................................... 154

Gráfica 4-8 Volumen de aire a% mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY ....................................... 160

Gráfica 4-9 Volumen de aire en el agregado Mineral V.A.M. mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY

.................................................................................................................................................................. 160

Gráfica 4-10 Peso Unitario mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY ............................................... 161

Gráfica 4-11 Estabilidad en mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY .............................................. 161

Gráfica 4-12 Flujo en mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY ....................................................... 162

Gráfica 5-1 Volumen de aire vs número de golpes para ensayo TSR - SBS ............................................. 175

Gráfica 5-2 Volumen de aire vs número de golpes para ensayo TSR - SBS 5.00% ................................. 177

Gráfica 5-3 Volumen de aire vs número de golpes para ensayo TSR - ELVALOY 4.40% ....................... 179

Gráfica 5-4 Volumen de aire vs número de Golpes para ensayo TSR - ELVALOY 5.00% ...................... 181

Gráfica 5-5 Carga vs Deformación - Ensayo SCB mezcla Asfáltica Modificada con SBS 4.50% ........... 184

Gráfica 5-6 Carga vs Deformación - Ensayo SCB mezcla Asfáltica Modificada con SBS 5.00% ........... 187

Gráfica 5-7 Carga vs Deformación - Ensayo SCB mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY 4.40% . 190

Gráfica 5-8 Carga vs Deformación - Ensayo SCB mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY 5.00% . 193

Gráfica 6-1Volumen de aire para un PEN 60-70, SBS y ELVALOY ........................................................ 205

Gráfica 6-2 Volumen de aire en el agregado Mineral para un PEN 60-70, SBS y ELVALOY ................ 206

Gráfica 6-3 Peso Específico para un PEN 60-70, SBS y ELVALOY ........................................................ 207

Gráfica 6-4 Estabilidad para un PEN 60-70, SBS y ELVALOY ............................................................... 208

Gráfica 6-5 Flujo para un PEN 60-70, SBS y ELVALOY ......................................................................... 209

Gráfica 6-6 TSR para el Contenido Óptimo de Asfalto ............................................................................ 210

Gráfica 6-7TSR para el Contenido Óptimo de Asfalto ............................................................................. 211

Gráfica 6-8 Curva Carga vs Deformación Contenido Óptimo de Asfalto ................................................ 213

Gráfica 6-9 Curva Carga vs Deformación contenido mayor al óptimo de asfalto ................................... 214

Gráfica 6-10 Curva Carga vs Deformación para contenidos de asfalto iguales ..................................... 215

Gráfica 6-11 Índice de Tenacidad para una Mezcla Asfáltica ................................................................. 216

Gráfica 6-12 Deformación máxima .......................................................................................................... 217

Gráfica 6-13 Ensayo Rueda de Hamburgo ............................................................................................... 218

Gráfica 7-1 Peso por metro cúbico de Cemento Asfáltico ....................................................................... 225

Gráfica 7-2 Precio por metro cúbico de Cemento Asfáltico ..................................................................... 231

ÍNDICE DE ECUACIONES

Ecuación 2-1 Método del Instituto del Asfalto ............................................................................................ 59

Ecuación 2-2 Contenido Óptimo de Asfalto Método de las Áreas Superficiales ........................................ 60

Ecuación 2-3 Gravedad Especifica Aparente de los Agregados ................................................................ 60

Ecuación 2-4 Gravedad Especifica Bulk de los Agregados ........................................................................ 61

Ecuación 2-5 Gravedad Especifica Efectiva de los Agregados .................................................................. 62

Ecuación 2-6 Gravedad Especifica Máxima Teórica ................................................................................. 62

Ecuación 3-1 Método del Instituto del Asfalto .......................................................................................... 112

Ecuación 3-2 Contenido Óptimo de Asfalto Método de las Áreas Superficiales ...................................... 113

Ecuación 3-3 Gravedad Especifica Aparente de los Agregados .............................................................. 113

Ecuación 3-4 Área Superficial .................................................................................................................. 113

Ecuación 3-5 Gravedad Máxima Teórica (MTC E-508) .......................................................................... 116



Ecuación 5-1 Esfuerzo a Tracción - SCB ................................................................................................. 170

Ecuación 5-2 Índice de Rigidez a la Tracción .......................................................................................... 171

Ecuación 5-3 Índice de Tenacidad............................................................................................................ 171

Ecuación 5-4 Esfuerzo de Tracción - TSR ................................................................................................ 173

ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS

Fotografía 3-1 Horno para Calentar Agregados ....................................................................................... 81

Fotografía 3-2 Gata para Desmoldar Briquetas ........................................................................................ 81

Fotografía 3-3 Bandejas, Bowls espátulas, cucharones para preparación de mezclas bituminosas. ........ 81

Fotografía 3-4 Martillo Marshall 4” 9500 gr. ........................................................................................... 81

Fotografía 3-5 Pedestal Marshall............................................................................................................... 82

Fotografía 3-6 Moldes de 4" x 6" ............................................................................................................... 82

Fotografía 3-7 Termómetro Digital ............................................................................................................ 82

Fotografía 3-8 Balanza Digital................................................................................................................... 82

Fotografía 3-9 Máquina de carga a compresión Marshall. ....................................................................... 83

Fotografía 3-10 Máquina digital Baño María ............................................................................................ 83

Fotografía 3-11 Mordaza Marshall ............................................................................................................ 83

Fotografía 3-12 Deformímetro Analógico .................................................................................................. 83

Fotografía 3-13 Compactación de Briquetas. ............................................................................................ 87

Fotografía 3-14 Gravedad Específica ........................................................................................................ 87

Fotografía 3-15 Baño María a 60°C .......................................................................................................... 87

Fotografía 3-16 Ensayo Marshall............................................................................................................... 87

Fotografía 3-17 Mordaza Lottman. ............................................................................................................ 88

Fotografía 3-18 Olla de Vacíos. ................................................................................................................. 88

Fotografía 3-19 Bomba de Vacío 0.5 HP ................................................................................................... 89


Fotografía 3-21 Martillo Marshall 4” 9500 gr. ......................................................................................... 89

Fotografía 3-22 Horno para Calentar Agregados ..................................................................................... 89

Fotografía 3-23 Compactación de Briquetas para N° de Golpes ............................................................... 94

Fotografía 3-24 Mezcla de agregados y Cemento Asfáltico ....................................................................... 94

Fotografía 3-25 Medición de Especímenes ................................................................................................ 94

Fotografía 3-26 Agrupación de Especímenes ............................................................................................. 94

Fotografía 3-27 Saturación al Vacío de Especímenes ................................................................................ 95

Fotografía 3-28 Congelación de Briquetas ................................................................................................ 95


Fotografía 3-30 Ensayo TSR - Mordaza Lottmam ...................................................................................... 95

Fotografía 3-31 Mordaza Lottam. .............................................................................................................. 96

Fotografía 3-32 Deformímetro analógico .................................................................................................. 96

Fotografía 3-33 Bandejas, cucharones, y ................................................................................................... 97

Fotografía 3-34 Horno para calentar agregados ....................................................................................... 97

Fotografía 3-35 Gata para desmoldar briquetas ....................................................................................... 97

Fotografía 3-36 Pedestal Marshall............................................................................................................. 97

Fotografía 3-37 Compactación de probetas circulares de 4” .................................................................. 100

Fotografía 3-38 Corte de briquetas y formación de entalladura de 3 mm ............................................... 100

Fotografía 3-39 Ensayo de Tracción Directa ........................................................................................... 100

Fotografía 3-40 Resultado de roturas de briquetas SBC.......................................................................... 100

Fotografía 3-41 Máquina Rueda de Hamburgo ....................................................................................... 101

Fotografía 3-42 Bandejas, Bowls espátulas, cucharones para preparación de mezclas bituminosas. .... 101

Fotografía 3-43 Martillo Marshall 6” 17000 gr ...................................................................................... 102

Fotografía 3-44 Cortadora Radial ........................................................................................................... 102

Fotografía 3-45 Moldes para compactación de 6" ................................................................................... 102

Fotografía 3-46 Gata para Desmoldar Briquetas .................................................................................... 102

Fotografía 3-47 Preparación de Agregados y Asfalto a temperatura de compactación .......................... 106

Fotografía 3-48 Preparación de la mezcla. .............................................................................................. 106

Fotografía 3-49 Medición de deformaciones por ahuellamiento. ............................................................ 106

Fotografía 3-50 Ahuellamiento de briquetas. ........................................................................................... 106

GLOSARIO DE TÉRMINOS

1. POLÍMEROS: Los polímeros son sustancias que constan de grandes moléculas

formadas por muchas unidades pequeñas que se repiten, llamadas monómeros.

2. PAVIMENTO FLEXIBLE: Es un tipo de pavimento formado por una carpeta

bituminosa generalmente sobre dos capas no rígidas como la base y la subbase. Dicha

estructura se deflecta o flexiona dependiendo de las cargas que transiten sobre él.

3. MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE: Es un tipo de mezcla asfáltica que combina

agregados pétreos y un ligante en este caso el cemento asfáltico.

4. POLÍMEROS ELASTÓMEROS: Es un tipo de polímero premium que se usa para la

modificación de cementos asfálticos, tiene propiedades que mejoran la flexibilidad de

los pavimentos frente a cargas muy pesadas.

5. POLÍMEROS PLASTÓMEROS: Es un tipo de polímero premium que se usa para la

modificación de cementos asfálticos, tiene propiedades que mejoran la susceptibilidad

térmica de los pavimentos flexibles.

6. METOLOGÍA MARSHALL: La metodología Marshall tiene como finalidad encontrar

la combinación adecuada de agregados minerales y cemento asfáltico, que permiten

brindarle a la mezcla asfáltica resultante una serie de propiedades volumétricas que se

establecen tanto en los requisitos contractuales de calidad, como en el diseño de la

mezcla asfáltica.

7. PESO UNITARIO DE ESPECÍMENES: Es la relación que existe entre el peso seco por

unidad de volumen.

8. VACÍOS DE AIRE (Va): Es el volumen total de una pequeña bolsa de aire entre las

partículas cubiertas del agregado en una mezcla de pavimento compactado, expresado

como el porcentaje del volumen neto de la mezcla del pavimento compactado.

9. VACÍOS DE AIRE EN EL AGREGADO MINERAL (V.A.M.): Es el volumen de

espacio vacío intergranular entre las partículas del agregado de una mezcla asfáltica

compactada, que incluyen los vacíos de aire y el contenido de asfalto efectivo.

10. CONTENIDO DE ASFALTO EFECTIVO: Es el contenido de asfalto total de una

mezcla asfáltica menos la proporción de asfalto absorbido en las partículas del agregado.

11. VACÍOS LLENOS DE ASFALTO (VFA): Es la porción del porcentaje del volumen de

espacio intergranular entre las partículas del agregado, que es ocupado por el asfalto

efectivo.

12. ESTABILIDAD EN MEZCLAS ASFÁLTICAS: Es un valor numérico expresado en

Newtons que representa la capacidad de carga necesaria para producir la falla en la

probeta.

13. FLUENCIA EN MEZCLAS ASFÁLTICAS: Es un valor numérico expresado en

milímetros que representa la deformación de la briqueta de asfalto durante el ensayo.

14. ENSAYO TSR: Es un ensayo estandarizado que tiene por finalidad la evaluación de la

adhesividad de las mezclas asfálticas compactadas.

15. SCB: Es el ensayo de la viga semicircular simplemente apoyada para determinar los

esfuerzos de tracción en las mezclas bituminosas y el comportamiento a fatiga.

16. FATIGA: Es un tipo de criterio de daño del pavimento flexible donde se presentan

esfuerzos de compresión y tracción en la mezcla asfáltica generando en la superficie del

pavimento la famosa piel de cocodrilo

17. AHUELLAMIENTO: Es un tipo de criterio de daño del pavimento flexible donde se

presentan deformaciones verticales permanentes debido a los ciclos de carga y descarga

que sufren los pavimentos a lo largo de su vida útil.

18. WHEEL TRACK: Es el ensayo estandarizado de la Ruega de Hamburgo que simula el

efecto del tráfico cuando la mezcla bituminosa se encuentra sumergida en agua.

Generalidades Capítulo I

1 CAPÍTULO I: GENERALIDADES.


29 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS

PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE

1.1 INTRODUCCIÓN.

Desde principios del siglo XIX hasta el día de hoy el asfalto ha sido utilizado como ligante y

principal material para pavimentar caminos; el crecimiento de la industria automovilística generó

la necesidad de crear más carreteras, por ende, el aumento de la demanda de este material que trajo

consigo la búsqueda de mejores comportamientos físico-mecánico de la carpeta asfáltica. Es así

que desde los años 40 se tienen referencias en Europa de la adición de agentes externos como

plásticos, cauchos para mejorar su desempeño.

En los últimos años la utilización del asfalto modificado en el Perú tuvo mayor importancia

debido a los requerimientos de desempeño de la Carpeta Asfáltica.

1.2 PROBLEMÁTICA.

¿Cuál sería el tratamiento para las mezclas asfálticas ante la creciente demanda vehicular

presente en la ciudad de Arequipa?

En los últimos años en la ciudad de Arequipa se ha visto un crecimiento acelerado del tránsito

vehicular, generando un exceso de carga en las principales vías de la ciudad que a su vez causa el

constante y acelerado deterioro de las pistas, reflejando la incomodidad e inseguridad para los

usuarios.

1.3 OBJETIVOS.

1.3.1 OBJETIVO GENERAL.

Determinar el contenido óptimo de bitumen (SBS y ELVALOY) y su influencia sobre la mezcla

asfáltica en caliente.




1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

➢ Determinar las propiedades y el comportamiento físico-mecánico del concreto asfáltico

modificado SBS y ELVALOY.

➢ Determinar que el tiempo de vida útil del pavimento flexible aumenta, utilizando en la

dosificación, el porcentaje adecuado de bitumen modificado.

➢ Demostrar que el uso de cemento asfáltico modificado con polímeros mejora la resistencia

al ahuellamiento y a la fatiga.

➢ Comprobar la importancia de los ensayos de tracción indirecta en el diseño de pavimentos

flexibles convencionales y modificados.

1.4 HIPÓTESIS

➢ El asfalto modificado con polímeros (SBS, ELVALOY) mejorará el comportamiento y las

propiedades físico mecánicas de la mezcla asfáltica según el contenido óptimo de bitumen

obtenido.

➢ Mejora el comportamiento estructural del asfalto modificado con SBS y ELVALOY.

➢ Se aumentará el tiempo de vida útil del pavimento flexible.

➢ Se reducirán las deformaciones permanentes del pavimento flexible.

1.5 VARIABLES

1.5.1 VARIABLES INDEPENDIENTES

➢ Diseño de mezclas asfálticas en caliente usando asfalto convencional (PEN 60/70).

➢ Diseño de mezclas asfálticas en caliente usando polímero elastómero (SBS).

➢ Diseño de mezclas asfálticas en caliente usando polímero plastómeros (ELVALOY).




1.5.2 VARIABLES DEPENDIENTES

➢ Criterio de daño por fatiga.

➢ Criterio de daño por ahuellamiento.

➢ Desempeño por humedad de las mezclas asfálticas.

1.6 METODOLOGÍA

1.6.1 TRABAJO PRELIMINAR DE GABINETE

Consiste en identificar la problemática y plantear las posibles soluciones a los problemas

planteados, leer y analizar la normatividad y reglamentación vigente.

1.6.2 TRABAJO DE LABORATORIO

Esta etapa consiste en la realización de los ensayos en laboratorio de las muestras de cantera

(agregados), la mezcla asfáltica incluyendo la mezcla de asfalto modificado con Polímeros.

Se realizarán las siguientes pruebas considerando los ensayos de Marshall distribuyéndolos en

seis contenidos al 3.5%, 4.0%, 4.5%, 5.0%, 5.5%, 6.0%.

Para los ensayos de Tracción Directa, Tracción Indirecta y Rueda de Hamburgo se usará el

COB obtenido de Marshall para cada tipo de cemento asfáltico.

1.6.3 TRABAJO DE GABINETE

Esta etapa consiste en analizar los resultados de los ensayos de laboratorio y finalmente realizar

el diseño óptimo de asfaltos modificados con polímeros y contrastar las propiedades físico-

mecánicas y mecanismos de daño versus un asfalto convencional PEN 60-70.



Marco Teórico Capítulo II

2 CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO.




2.1 ANTECEDENTES.

Desde principios del siglo XIX hasta el día de hoy el asfalto ha sido utilizado como ligante y

como principal material para pavimentar calles, carreteras, autopistas, aeropistas, entre otras

aplicaciones; pero el aumento exponencial de la población y el crecimiento de la industria

automovilística trajo consigo la necesidad de contar con una infraestructura vial que respondiera

eficientemente a todas sus necesidades, generando un aumento del consumo de este material lo

que nos obligó a buscar mejores comportamientos, propiedades físico-mecánicas y reológicas en

las mezclas asfálticas.

Es así que desde los años cuarenta se tienen referencias en Europa de la adición de polímeros

como plásticos y cauchos posteriormente en los años cincuenta estos polímeros se introdujeron en

los Estados Unidos, en los años setenta en Europa se vio la necesidad de mejorar las propiedades

de la mezcla asfáltica y en los años ochenta con los avances de la tecnología se introdujeron nuevos

polímeros al mercado.

Desde los años 2000 la utilización del asfalto modificado en el Perú tuvo mayor impacto en las

zonas altas donde el gradiente térmico es muy variable, lo que ocasionaba un desgaste prematuro

de la carpeta asfáltica. Hoy en día sumando los cambios climáticos, el aumento del parque

automotor y el crecimiento acelerado de las ciudades se ha visto por conveniente utilizar el asfalto

modificado con polímeros no solo en zonas altas de temperaturas variables, sino también en

avenidas y autopistas principales de una ciudad. (Lopez Laberian, 2004)




2.2 ASFALTO.

2.2.1 HISTORIA DEL ASFALTO.

Indiscutiblemente el asfalto es uno de los materiales primitivos más utilizados por el hombre,

su primera aparición data entre los años 3200 – 540 a.C. en Mesopotamia como un cemento para

asegurar o unir objetos y como impermeabilizante en los baños de los templos.

En el sector de la construcción, por los años 3200 a.C. excavaciones realizadas en la actual

Sumeria, antigua ciudad de Mesopotamia, permitieron demostrar que se utilizó un mastic asfáltico,

mezcla de betún y minerales, usado para la construcción, el asentado de ladrillo y la

impermeabilización.

A mediados del siglo XVI, un lago de betún “betún natural” fue descubierto por Cristóbal

Colon, que posteriormente fue tomado por Sir Walter Raleigh para la corona británica. En 1712 el

griego Eirini D’Eyrinis descubrió un yacimiento de asfalto en Suiza y otro en Francia, yacimientos

donde se elaboró el mastic de asfalto aplicado a revestimientos de caminos y senderos. En el año

1802 en Francia se emplea la roca asfáltica para la elaboración de pisos y banquetas; en 1824 la

empresa Pillot et Eyquem empezó a fabricar adoquines de asfalto para luego en 1837 pavimentar

la plaza de la Concordia y los campos Elíseos en Paris; en 1838 se importa la roca asfáltica de

Filadelfia; en 1852 se construye la carretera Paris – Perpiñan dando inicio a una nueva era en la

ingeniería vial; posteriormente en el año 1876 se construye el primer pavimento de lámina asfáltica

“sheet asphalt” en Washington utilizando el asfalto de lago importado. A partir de esta época el

asfalto se constituye como principal material en el ámbito vial. (Martinez Dongo, 2003)

En el año 1900 se utiliza la primera mezcla en caliente para asfaltar la Avenida “Rue du Lovre”

y en la “Avenue Victoria” y a principios del siglo XX en los Estados Unidos aparecen las refinerías

de petróleo lo que dio inicio al uso de asfaltos destilados de petróleo llegándose a almacenar




alrededor de 20,000 barriles de petróleo en todo el mundo. Desde entonces su producción ha ido

en aumento por sus características de pureza y economía comparadas con los asfaltos naturales.

(Crespo Villalaz, 2007)

2.2.2 DEFINICIÓN DEL ASFALTO.

Los asfaltos son una mezcla de hidrocarburos provenientes de la destilación del petróleo cuya

composición elemental contiene 84% de carbón, 10% de hidrógeno, 1% oxígeno y 5% trazas de

elementos como azufre, níquel, vanadio y hierro.

Los asfaltos de petróleo son los más empleados y son obtenidos del proceso de refinación por

destilación del crudo de petróleo en el que se separan diferentes fracciones de este aumentando

paulatinamente la temperatura. Existen dos tipos de refinación: por vapor o por aire, en donde el

AÑO USO

3200-2600 a.C. Utilizado por los egipcios para impermeabilizar

3200-540 a.C. En Mesopotamia como cemento para asegurar o unir objetos y

como impermeabilizante en los baños de los templos

1712 d.C.

El griego Eirini D´Eyrinis descubrió un yacimiento de asfalto

en Suiza y en Francia, yacimientos donde se elaboró el mastic

de asfalto aplicado a revestimientos de caminos y senderos

1824 d.C. La empresa Pillot et Eyquem empezó fabricando adoquines de

asfalto para pavimentar la plaza Concordia en Paris

1900 d.C. Se utiliza la primera mezcla en caliente para asfaltar la avenida

"Rué du Lovre" en los Estados Unidos

1902 d.C.

En Estados Unidos aparecen las primeras refinerías de petróleo

dando lugar al uso de asfaltos destilados llegando a los 20,000

barriles de petróleo alrededor del mundo

Tabla 2-1 Historia del Asfalto

Fuente: Elaboración Propia




primer proceso produce un asfalto de excelente calidad para la industria de la construcción vial

por tener propiedades ligantes y de resistencia a la meteorización. (Montejo Fonseca, 2001)

Dependiendo del uso y de las solicitaciones, las refinerías deben controlar las propiedades de

los asfaltos que se producen. Por ejemplo, antes de procesarlos, se mezclan diferentes tipos de

crudo de petróleo para así obtener de un asfalto más viscoso combinado con un asfalto menos

viscoso a un asfalto con viscosidad intermedia. (Avellán Cruz, 2007)

2.2.3 OBTENCIÓN DEL ASFALTO.

Los asfaltos son obtenidos del residuo de la refinación por destilación del crudo de petróleo es

decir es el último de los componentes obtenidos de este proceso y dependiendo del contenido de

asfalto que poseen los petróleos se dividen en crudos de base asfáltica, parafínica o mixta (parafina

y asfalto).

Los asfaltos derivados del crudo de base parafínica no son aptos para fines viales por cuanto se

precipita a temperaturas bajas formando una segunda fase discontinua, lo que genera disminución

en la ductilidad. Con los crudos asfálticos esto no sucede debido a su composición los cuales

resultan ser aptos para su uso en la industria de la construcción por tener las siguientes

características: (Rodriguez Valdivia, 2008)

➢ Impermeabilización del pavimento, evitando la entrada del agua.

➢ Aumenta la resistencia de carga de la estructura del pavimento permitiendo reducir su

espesor.

➢ Proporciona una fuerte acción de adherencia entre los agregados evitando así el

desgranamiento de la carpeta.




En la figura I se muestra en forma esquemática el proceso de refinación del petróleo.

2.2.4 COMPOSICIÓN DEL ASFALTO.

El asfalto es considerado un sistema coloidal de hidrocarburos, donde es difícil distinguir una

fase continua o dispersa. Para descubrir su estructura se desarrolló un modelo por Nellensteyn en

1924, que fue mejorado por Pfeiffery Saal en 1940 en base a procedimientos analíticos muy

Ilustración 2-1 Proceso de Refinación del Petróleo

Fuente: The Asphalt Institute, 1997




limitados que separaban los asfaltos en dos grupos: Asfaltenos y Maltenos los que a su vez se

subdividen en aceites saturados, resinas y aromáticas. (Rodriguez Valdivia, 2008)

Los asfaltenos son una familia de compuestos químicos orgánicos, resultan de la destilación

fraccionada del petróleo crudo y representan los compuestos más pesados, por tanto, los de mayor

punto de ebullición.

El modelo adoptado para configurar la estructura del asfalto se denominó “Modelo Micelar” el

cual provee de una razonable explicación de dicha estructura, en el cual existen dos fases; una

discontinua (aromática) formada por dos asfáltenos y una continua que rodea y solubiliza a los

asfáltenos, denominada máltenos. Los maltenos son la fracción soluble en hidrocarburos saturados

de bajo punto de ebullición, generalmente existe mayor proporción de maltenos que de asfaltenos

cuando se habla de asfaltos. Los aceites contenidos en los máltenos son intermediarios en el asfalto,

cumpliendo la misión de homogenizar y compatibilizar a los insolubles asfáltenos. Los asfaltenos

y maltenos existen como si fueran islas flotando en el tercer componente, las Resinas. (Yenny,

2012)

2.2.5 PROPIEDADES FÍSICAS DEL ASFALTO.

Las propiedades físicas de mayor importancia para el diseño, construcción y mantenimiento de

un pavimento son las siguientes:

Ilustración 2-2 Modelo Micelar




2.2.5.1 DURABILIDAD.

Capacidad para mantener sus propiedades cuando es expuesto a procesos normales de

degradación y envejecimiento. Principalmente está ligada al comportamiento del pavimento que

depende del diseño de mezclas, características del agregado e incluso la mano de obra. (Avellán

Cruz, 2007)

2.2.5.2 ADHESIÓN Y COHESIÓN.

Se refiere a la capacidad del asfalto a juntarse firmemente con el agregado.

2.2.5.3 SUSCEPTIBILIDAD TÉRMICA.

El asfalto es un material termoplástico, se vuelve más viscoso (duro) a medida que su

temperatura disminuye y menos viscoso (blando) conforme su temperatura aumenta. Esta

característica es conocida como susceptibilidad a la temperatura. Su importancia radica en que el

asfalto debe tener suficiente fluidez a temperaturas altas para que pueda cubrir las partículas del

agregado durante el mezclado y así permitir que estas se desplacen unas con respecto de otras

durante la compactación. Luego deberá volverse lo suficientemente viscoso, a temperatura

ambiente normal para mantener unidas las partículas del agregado. (Avellán Cruz, 2007)

La gráfica muestra como el asfalto cambia de consistencia conforme cambia de temperatura.

Ilustración 2-3 Consistencia vs Temperatura





2.2.5.4 ENDURECIMIENTO Y ENVEJECIMIENTO.

El endurecimiento ocurre durante la construcción del pavimento por estar sometido a altas

temperaturas, causado por la oxidación o por volatilización. No todos endurecen a la misma

velocidad cuando son calentados, por lo tanto, cada asfalto debe ser ensayado por separado para

poder determinar sus características de envejecimiento y así ajustar las técnicas constructivas para

minimizar el endurecimiento. Estos ajustes incluyen mezclar el asfalto con el agregado a la

temperatura más baja posible y durante el tiempo más corto que pueda obtenerse en la práctica.

(Avellán Cruz, 2007)

2.2.5.5 PUREZA.

La pureza de un cemento asfáltico está definida por su carencia de humedad. Los materiales

bituminosos deben estar libres de agua porque ocasionan humaradas provocando situaciones de

peligro. (Montejo Fonseca, 2001; Avellán Cruz, 2007)

2.2.6 ENSAYOS NORMALES A LOS ASFALTOS:

Para poder evaluar la calidad de cualquiera de los tipos de asfalto y para poder realizar su

clasificación se han realizado los siguientes ensayos:

2.2.6.1 PENETRACIÓN (AASHTO T49-97, ASTM D5).

La prueba de penetración tiene por objetivo determinar el grado de dureza. Es una medida de

la consistencia, mientras mayor sea la penetración, menor será la consistencia del cemento

asfáltico. (Montejo Fonseca, 2001)




2.2.6.2 VISCOSIDAD (AASHTO T201-03, ASTM D2171).

La prueba de viscosidad tiene por objetivo determinar el estado o grado de fluidez de un asfalto

a un determinado rango de temperatura. La prueba se ejecuta con un viscosímetro. (Montejo

Fonseca, 2001)

2.2.6.3 PUNTO DE IGNICIÓN (AASHTO T79-96, ASTM D92).

El punto de ignición corresponde a la temperatura máxima que el asfalto puede ser calentado y

manipulado sin peligro de incendio. Esta temperatura es más baja que la necesaria para que el

material entre en combustión. Para la ejecución de la prueba se emplea la “Copa abierta de

Cleveland”. (Crespo Villalaz, 2007)

2.2.6.4 PUNTO DE ABLANDAMIENTO (AASHTO T-53, ASTM D95).

Se define como punto de ablandamiento a la temperatura que alcanza un determinado estado de

fluidez, es decir es la temperatura necesaria para el asfalto fluya hasta cierto grado. La prueba para

determinar el punto de ablandamiento es la denominada “Anillo y Bola”. (Crespo Villalaz, 2007)

2.2.6.5 DUCTILIDAD (AASHTO T51-89, ASTM D113).

La ductilidad del asfalto se define como capacidad de mantenerse firme bajo las deformaciones

inducidas por el tránsito, es decir la resistencia a la ruptura. (Montejo Fonseca, 2001)

2.2.6.6 PRUEBA DE LA PELÍCULA DELGADA (AASHTO T179-05, ASTM D1754).

La prueba de la película delgada mide el endurecimiento o grado de envejecimiento del cemento

asfáltico en la cual se simulan condiciones aproximadas a las que se dan durante las operaciones

de mezclado en planta. (Montejo Fonseca, 2001)




2.2.6.7 SOLUBILIDAD (AASHTO T44-04, ASTM D2042).

La solubilidad es una medida de la pureza del asfalto. Se determina disolviendo el asfalto en

solvente y separando las porciones solubles e insolubles, la parte insoluble se filtra y se mide como

porcentaje de la muestra original. (Montejo Fonseca, 2001)

2.2.6.8 PESO ESPECÍFICO (AASHTO T, ASTM D70).

El peso específico del asfalto es la relación de su peso a una temperatura con el peso de un

volumen igual de agua a la misma temperatura, se determina mediante el Picnómetro. (Montejo

Fonseca, 2001)

En la tabla N° 2-2 se enumeran los ensayos normales al asfalto con sus respectivas normas.

2.2.7 CLASIFICACIÓN DE LOS ASFALTOS:

Según la ASTM, los asfaltos se clasifican en tres grupos:

➢ Cementos Asfálticos.

➢ Asfaltos Líquidos o Diluidos.

Tabla 2-2 Ensayos Normales a los Asfaltos





➢ Emulsiones Asfálticas.

2.2.7.1 CEMENTOS ASFÁLTICOS.

Es un ligante denso que a temperatura ambiente es semisólido. Se obtienen del proceso de

refinación por destilación al vapor del crudo de petróleo. Presentan un comportamiento

termoplástico que cuando se calienta se torna líquido y cuando se enfría vuelve a su estado original.

(Montejo Fonseca, 2001)

2.2.7.1.1 CARACTERIZACIÓN POR PENETRACIÓN (ASTM D946):

➢ PEN 40 – 50 (Asfalto duro).

➢ PEN 60 – 70.

➢ PEN 85 – 100.

➢ PEN 120 – 150.

➢ PEN 200 – 300 (Asfalto blando).

2.2.7.1.2 CARACTERIZACIÓN POR VISCOSIDAD (ASTM D3381):

➢ AC- 5 (500 ± 100): utilizado en la fabricación de emulsiones asfálticas para riego de

impregnación, riego de liga, en estabilizaciones y en mezclas asfálticas en caliente.

➢ AC- 10 (1000 ± 200): utilizado en la fabricación de emulsiones asfálticas para carpetas y

morteros de mezcla en frío.

➢ AC- 20 (2000 ± 400): utilizado en la fabricación de mezclas en caliente, emulsiones

asfálticas usadas en morteros y carpetas de mezclas en frío.

➢ AC- 30 (3000 ± 600): utilizado en la fabricación de mezclas en caliente, emulsiones para

carpetas y mezclas en frío.




2.2.7.2 ASFALTOS LÍQUIDOS O DILUIDOS.

Los asfaltos líquidos conocidos como cut-backs o asfaltos rebajados se forman diluyendo el

cemento asfáltico en algún solvente del petróleo.

Si el solvente es muy volátil, puede escapar rápidamente por evaporación y si su volatilidad es

baja se evaporará lentamente. Con base a esto según la velocidad de la evaporación del solvente,

fenómeno que se conoce como “Curado del Asfalto” los asfaltos líquidos se dividen en: (Montejo

Fonseca, 2001)

➢ Asfaltos de Curado Lento (SC): El solvente es un aceite pesado de baja volatilidad.

➢ Asfaltos de Curado Medio (MC): El solvente es un líquido de mediana volatilidad

usualmente es el kerosene.

➢ Asfaltos de Curado Rápido (RC): El solvente es un líquido altamente volátil, generalmente

de nafta o gasolina.

2.2.7.3 EMULSIONES ASFÁLTICAS:

Las emulsiones asfálticas se forman cuando el asfalto es separado en partículas microscópicas

llamadas micelas y dispersadas en agua. En otras palabras, es la mezcla del asfalto con un agente

emulsificante como el agua y que juntos forman una emulsión estable que permite tender carpetas

asfálticas en frio. (Avellán Cruz, 2007)

2.3 POLÍMEROS.

2.3.1 ANTECEDENTES.

Los polímeros han estado presentes en la vida y naturaleza desde sus inicios, es así que en el

siglo XVI con el descubrimiento de América, españoles y portugueses tuvieron el primer contacto

con un material extraído del árbol nativo (Vahea Brasiliensis), el cual presentaba características de




gran elasticidad y flexibilidad que eran desconocidas en ese entonces, pero al ser llevado a Europa

adquiere el nombre de hule o caucho. (López Jácome & Velóz Vásquez, 2013)

La mayoría de polímeros presentan en su composición moléculas de carbono, por lo que son

materiales orgánicos, que al combinarlos o transformarlos se obtienen los denominados polímeros

sintéticos o artificiales. (Avellán Cruz, 2007)

En consecuencia, el químico estadounidense Leo Hendrik Baekeland en el año 1912 desarrollo

el primer polímero sintético denominado la baquelita, que tuvo interesantes propiedades pues se

le podía dar la forma deseada antes de que se enfriara, no conducía la electricidad y era resistente

al agua. Poco después se desarrollarían polímeros que revolucionarían la industria tales como el

policloruro de vinilo (PVC) y el poliestireno que se utilizaron para la creación de utensilios caseros.

Otros polímeros fueron el metacrilato de metilo polimerizado (plexiglás), sustituto del cristal; el

teflón, usado en utensilios de cocina por sus propiedades antiadherentes y por último el nailon,

primer plástico de alto rendimiento. (López Jácome & Velóz Vásquez, 2013) (Avellán Cruz, 2007)

2.3.2 DEFINICIÓN

Los polímeros son sustancias que constan de grandes moléculas formadas por muchas unidades

pequeñas que se repiten, llamadas monómeros. Para que un polímero exista es necesario que los

monómeros se agrupen para formar una cadena polimérica, así cada monómero debe ser capaz de

combinarse con otros dos monómeros como mínimo para que exista una reacción de

polimerización. Se clasifican en los denominados homopolímeros que contienen un solo tipo de

unidad y los copolímeros que tienen varias unidades distintas que se repiten.

La adición de polímeros a los asfaltos provoca una acción superficial iónica, que aumenta la

adherencia en la interface entre el agregado pétreo y el asfalto, sosteniéndola aun en presencia de

agua. (Rodriguez Valdivia, 2008)




2.3.3 POLÍMEROS MODIFICADORES.

No todos los polímeros se utilizan para modificar cementos asfálticos puesto que no se

comportan de la misma forma al mezclarse con él. Algunos polímeros tienen buenos resultados y

a altas temperaturas mientras otros polímeros resultan beneficiados para ambas condiciones de

temperatura.

Por otro lado, los polímeros mejoran la resistencia a las deformaciones y a los esfuerzos de

tensión repetitivos que sufren las mezclas asfálticas, reducen el fisuramiento y la susceptibilidad a

los cambios de temperatura. (Rodriguez Valdivia, 2008)

Se pueden encontrar dos grandes grupos de polímeros según su comportamiento mecánico:

➢ Polímeros Elastómeros.

➢ Polímeros Plastómeros.

2.3.3.1 POLÍMEROS ELASTÓMEROS.

Los polímeros Elastómeros son compuestos que incluyen no metales en su composición y que

muestran un comportamiento elástico que se encuentran sobre su temperatura de transición vítrea

(Punto intermedio de temperatura entre el estado fundido y el estado rígido del material), lo que

explica esa considerable capacidad de deformación puesto que algunos pueden alargarse hasta 10

veces su longitud y recuperar su forma original. Son extremadamente elásticos debido a cadenas

flexibles y a sus enlaces covalentes que distribuyen los esfuerzos aplicados.

La estructura molecular de los elastómeros puede compararse a un plato de "espaguetis con

albóndigas", en donde las albóndigas serían los enlaces sin embargo si no hay enlaces o si hay muy

pocos, la tensión aplicada puede provocar una deformación permanente; los más comunes son el

SBR, SB, EPDM y SBS. (Avellán Cruz, 2007) (George Treolar , 1975)




2.3.3.1.1 SBS.

El SBS abreviado del Styrene-Butadiene-Styrene (traducido al español como Estireno-

Butadieno-Estireno) es un elastómero termoplástico obtenido de la polimerización del estireno y

butadieno formando un copolímero en bloque dotándolo de durabilidad y elasticidad.

Su estructura química está constituida por tres segmentos: una cadena de poliestireno, que es

un plástico duro y resistente; una segunda cadena de polibutadieno, que es un material parecido al

caucho lo que le da la elasticidad; finalmente una nueva cadena de poliestireno. La unión de estos

segmentos o cadenas forman masas que se ensamblan entre sí, dándole al material la capacidad de

conservar su forma después de ser estirado. (Mariano, Tecnología de los Plasticos, 2011) (Martinez

Dongo, 2003)

El SBS ofrece un alto coeficiente de fricción superficial, poca deformación permanente, una

gran resistencia a la tracción y un excelente comportamiento a bajas temperaturas.

2.3.3.2 POLÍMEROS PLASTÓMEROS.

Los polímeros plastómeros son de naturaleza rígida es decir que al deformarse no recuperaran

sus dimensiones originales, sin embargo, podrían recuperan su forma cuando son sometidos a altas

temperaturas pues al elevarla estos polímeros se derriten para luego solidificarse al enfriarse. Entre

los más comunes tenemos al PVC y EVA (Raffino , 2021)

2.3.3.2.1 EVA (ETIL-VINIL-ACETATO).

Se trata de un copolímero de etileno y acetato de vinilo. Posee un contenido entre 10% y 40%

de acetato de vinilo, propiedad adherente y el resto etileno, propiedad de rigidez, por ello recibe el

nombre de polímero termoplástico, debido al alto porcentaje de etileno que contiene. El EVA tiene

propiedades de barrera a prueba de agua, resistencia a altas temperaturas, resistencia al

agrietamiento, y resistencia a la radiación UV. (Mariano, Tecnología de los Plásticos, 2012)




➢ ELVALOY ® RET 4170: Se agrega como gránulos de flujo libre que se funden en el

asfalto caliente para crear un cemento asfáltico con mayor resiliencia a largo plazo y

resistencia al clima especialmente a altas temperaturas. Destaca por su excelente

procesabilidad, flexibilidad y elevada compatibilidad con el asfalto.

A diferencia de los aditivos elastoméricos que simplemente se mezclan o suspenden en el

asfalto el ELVALOY ® RET 4170 se agrega a razón de 3gr/min, manteniendo la agitación

y temperatura constantes provocando que el cemento asfáltico se mantenga homogéneo, y

con la adherencia suficiente que le da el acetato de vinilo, cuanto mayor es el contenido de

este compuesto, mayor es la propiedad de adherencia.

Es mucho más resistente al ahuellamiento pues el impacto en el asfalto es absorbido por el

etileno provocando que el pavimento resista e impide o demora la exposición de los

agregados por la presencia del acetato de vinilo. (Dow, 2019)

2.3.4 PROPIEDADES DE LOS POLÍMEROS.

Generalmente comprende una combinación compleja de propiedades, algunas de esas son

inherentes al estado físico del polímero y otras propiedades están relacionadas al comportamiento

frente a la temperatura. A bajas temperaturas se tornan duros o frágiles, semejantes al vidrio,

mientras que a temperaturas normales tienden a la elasticidad y si la temperatura aumenta hacia su

punto de fusión, algunos empiezan a perder su forma mientras que otros pueden descomponerse.

(Beltran Rico & Marcilla Gomis, 2012)

2.3.4.1 PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS.

➢ Baja densidad, Principalmente porque los átomos que los componen son muy ligeros y las

distancias que los separan son relativamente grandes.




➢ Baja conductividad térmica.

➢ Baja conductividad eléctrica.

➢ Resistencia a los esfuerzos mecánicos

➢ Tenacidad y Durabilidad

2.3.5 POLÍMEROS USADOS EN LA MODIFICACIÓN DE CEMENTOS ASFÁLTICOS.

Tabla 2-3 Polímeros Comerciales.

POLÍMERO FABRICANTE NOMBRE COMERCIAL

Caucho recuperado de Neumático GRF-80 Rouse Rubber

Caucho recuperado de Neumático IGR Baker

Copolímero del etileno EVA DuPont ELVALOY ® RET

Copolímero del etileno Exxon Chemical Polybilt

EPDM Huls Vestoplast

LPDE Adv.Asphalt Tech. Novoplant

PE funcionalizado Eastman Finaprene

Poliamina (mejorador de adhesión) Morton Int. Pave Bond

Polibutadieno Goodyear UP-500

Policloropeno látex DuPont Neoprene

SBR Goodyear UP-70,UP-7289

SBR Rub-R-road R-504,R-550

SBR BASF Butonat

SBS Ergon Sealo-flex

SBS Enichem Europrene Solt

Fuente: Empleo de polímero SBR en la fabricación de mezclas asfálticas para zonzas de altura, (UNI).




2.4 ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS.

2.4.1 DEFINICIÓN:

Un asfalto modificado con polímeros resulta de la adición de una sustancia o aditivo con el

objetivo de mejorar sus propiedades físicas y reológicas, disminuir la susceptibilidad térmica,

reducir el envejecimiento, aumentar la adherencia y aumentar la resistencia a las deformaciones

permanentes y esfuerzos cíclicos que provocan fallas por fatiga y ahuellamiento. (Avellán Cruz,

2007)

En consecuencia, un asfalto modificado con polímeros no es más que un asfalto con mayor

rigidez y elasticidad y una mejor adherencia con los agregados.

2.4.2 ESTRUCTURA DEL ASFALTO MODIFICADO:

Los asfaltos modificados con polímeros están constituidos por dos fases, una fase formada por

partículas pequeñas de asfalto y otra por partículas pequeñas de polímero que puede tener

concentraciones diferentes de polímero. (Rodriguez Valdivia, 2008)

Fuente: Introducción a la Reología de los Asfaltos Modificados Costa Rica, 2004

Ilustración 2-4 Consistencia vs Temperatura (Asfalto Convencional vs Modificado)




➢ Si la concentración de polímeros es Baja, el polímero se encuentra disperso sobre una matriz

continua de asfalto.

➢ Si se aumenta la concentración, se invierten las fases siendo el asfalto quien se encuentra

sobre una matriz continua de polímeros.

Esta morfología bifásica y las interacciones existentes entre las moléculas del polímero y los

componentes del asfalto parecen ser las responsables del cambio en las propiedades que

experimentan los asfaltos modificados con polímeros.

2.4.3 COMPATIBILIDAD ASFALTO – POLMERO.

Para realizar la modificación del asfalto con polímero se debe conocer la compatibilidad de este

con el modificador para que coexistan como un sistema miscible es decir una mezcla monofásica

u homogénea, un polímero es compatible con el asfalto cuando la heterogeneidad de la mezcla no

se puede apreciar por un examen visual.

Si un polímero se añade a dos diferentes asfaltos, las propiedades físicas del producto pueden

ser muy distintas; para mayor efectividad, el polímero debe crear una red continua de trabajo en el

asfalto lo que indica la compatibilidad del asfalto-polímero. (Martinez Dongo, 2003)

Los asfaltos más ricos en fracciones aromáticas y resinas serán los más compatibles, ya que

estas fracciones son las que permiten que el polímero se disuelva. Los asfaltos menos compatibles

son los más ricos en asfáltenos y saturados. (Acosta Mejía & Herrera Lopez, 2016)

Si se mezclan en caliente, sin tomar las precauciones del caso, es decir sin tener en cuenta no

solo la compatibilidad asfalto-polímero sino también la composición química tanto del asfalto

como la del polímero, se obtendrán uno de los dos resultados: (Rodriguez Valdivia, 2008)




➢ Mezcla Heterogénea: Ocurre cuando el asfalto y el polímero son incompatibles. Los

componentes de la mezcla se separan y el asfalto modificado solo presenta características de

un ligante normal.

➢ Mezcla Homogénea: Es un caso muy poco probable, se le denomina la compatibilidad

perfecta. El ligante es perfectamente estable, las propiedades son débiles respecto a las del

asfalto original, aumentando solo la viscosidad siendo un resultado poco eficiente.

2.4.4 VENTAJAS DE LA UTILIZACIÓN DE LOS ASFALTOS MODIFICADOS.

➢ Disminución de la susceptibilidad térmica de la mezcla, por tener mayor elasticidad.

➢ Mejora la resistencia a la deformación permanente.

➢ Mejoran la adhesión entre la carpeta de rodamiento y la base.

➢ Mayor resistencia al envejecimiento.

➢ Mayor durabilidad.


Ilustración 2-5 Compatibilidad Asfalto - Polímero

Excelente Muy Buena Buena Media

Media Baja Baja Mala Muy Mala




➢ Permite el mejor sellado de las fisuras.

➢ Mejora la trabajabilidad y la compactación de la mezcla por la acción lubricante del

polímero.

➢ Ofrecen un mejor costo beneficio que los asfaltos convencionales.

➢ Disminuye la exudación del asfalto y mejora la impermeabilización

2.4.5 ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS ELASTOMEROS:

Los asfaltos modificados con polímeros de tipo elastómero se caracterizan por tener elevada

resistencia mecánica, resistencia a la tracción, adherencia y resistencia a la oxidación. Si se realiza

Fuente: Manual De Carreteras EG 2013

Tabla 2-4 Especificaciones del Cemento Asfáltico Modificado con Polímeros




la modificación y el diseño de mezclas en condiciones óptimas, el tiempo de vida útil estará

condicionado a los agregados mas no al asfalto en otras palabras el pavimento fallará por

trituración o abrasión del agregado antes que falle por el ligante. (Rodriguez Valdivia, 2008)

Mayormente son utilizados bajo estas circunstancias:

➢ Zona de Frenado Intenso: Se requiere resistencia al derrape.

➢ Zonas de Maniobras.

➢ Zonas expuestas a agentes químicos.

➢ Zonas que se necesita mantener buena rugosidad.

2.4.5.1 CARACTERÍSTICAS DEL ASFALTO MODIFICADO CON POLÍMEROS DE TIPO

ELASTÓMERO:

➢ Aumenta la plasticidad y disminuye la susceptibilidad térmica.

➢ Aumenta el punto de ablandamiento.

➢ Disminuye la penetración, es decir el asfalto es más duro sin disminuir la elasticidad.

➢ Aumenta la rigidez soportan las cargas cíclicas sin deformaciones.

2.4.6 ASFALTOS MODIFICADOS CON POLÍMEROS PLASTÓMEROS:

Los asfaltos modificados con polímeros de tipo Plastómeros se caracterizan por aumentar

considerablemente su viscosidad incluso con altas dosificaciones. (Rodriguez Valdivia, 2008)

2.4.6.1 CARACTERÍSTICAS DEL ASFALTO MODIFICADO CON POLÍMEROS

PLASTÓMEROS:

➢ Estabilidad térmica.

➢ Aumenta el punto de ablandamiento.




➢ Resistencia al resquebrajamiento en flexión.

➢ Aumenta la adherencia y cohesión de las mezclas.

2.4.7 ANALISIS DEL POLIMERO SOBRE EL CEMENTO ASFÁLTICO.

En cuanto a los porcentajes de polímero en el asfalto siempre y cuando cumplan las

especificaciones de la Tabla 2-4 “Especificaciones del Cemento Asfáltico Modificado con

Polímeros” del Manual de Carreteras EG 2013 y cumplan con las solicitaciones de diseño de cada

proyecto de forma particular el porcentaje fluctúa en el rango del 3% al 5% teniendo presente que

para porcentajes mayores al 6% cambian de denominación a “Superpolímeros” los cuales no son

materia de estudio de la presente tesis.

De manera que se obtuvo la tabla N° 2-5 donde nos muestran los valores obtenidos de los

ensayos realizados al cemento asfáltico convencional y al cemento asfáltico modificado con

polímeros.

Tabla 2-5 Especificaciones del Cemento Asfáltico

ENSAYO UN PEN 60-70 SBS ELVALOY

PENETRACIÓN mm 61 54 58

VISCOSIDAD CINEMATICA

135°C cSt 424.4 1520.0 1692.7

PUNTO DE INFLAMACIÓN °C 290 292 283

DUCTILIDAD % 150 90 80

PESO ESPECIFICO kg/cm3 1.02 1.02 1.02

PUNTO DE ABLANDAMIENTO °C 50 70 62

a) Penetración: Se observa que el SBS tiene el menor valor de penetración, seguidamente del

ELVALOY en comparación con el PEN 60-70 convencional lo que indica que los asfaltos

modificados poseen mayor dureza.

Fuente: Elaboración propia




b) Viscosidad: En cuanto a la viscosidad cinemática a 135 °C se demuestra que el cemento

asfáltico modificado con ELVALOY tiene más resistencia a fluir. El objetivo de modificar los

asfaltos es contar con un asfalto más viscoso a temperaturas elevadas, reduciendo

deformaciones, aumentado su rigidez y trabajabilidad al momento de conformarlo.

c) Punto de inflamación: Se observa que la temperatura máxima que el asfalto modificado

con SBS sin peligro de incendio es de 292 °C frente a una temperatura de 290 °C del

convencional PEN 60-70 por último la temperatura más baja es del asfalto modificado con

ELVALOY con 283 °C, lo que indica que este tipo de asfalto es más inflamable debido a la

presencia del acetato de vinilo en su composición.

d) Ductilidad: Observamos que la ductilidad del asfalto modificado con SBS y ELVALOY es

muy baja frente a la del asfalto convencional PEN 60-70, es decir que los asfaltos modificados

con polímeros son más rígidos o duros que los asfaltos convencionales.

e) Peso específico: Debido a que los contenidos de polímero en los cementos asfálticos

modificados oscilan entre el 2% - 4% el peso específico prácticamente no varía.

f) Punto de Ablandamiento: Se observa que el asfalto modificado con polímeros necesita

mayor temperatura para alcanzar un grado de fluidez de mezclado que el asfalto convencional

lo que se ve reflejado en la gráfica de temperatura de mezcla y compactación que indican una

temperatura entre 142-158°C del convencional frente a una temperatura entre 164-170°C del

modificado. Por ende, las mezclas asfálticas modificadas conservan su temperatura de

conformación manteniendo su trabajabilidad por más tiempo.




2.5 MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE.

2.5.1 DEFINICIÓN.

Se define como mezcla asfáltica en caliente a la combinación de agregados con un ligante,

calentando a elevadas temperaturas cierta cantidad de asfalto y agregados para luego ser colocada

en obra. La cantidad de agregado y asfalto determinan las propiedades físicas de la mezcla.

(Zuñiga, 2015)

2.5.2 COMPONENTES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE.

2.5.2.1 MATERIALES PÉTREOS.

2.5.2.1.1 AGREGADO GRUESO.

Según el Sistema de Clasificación de Suelos SUCS, se define como agregado grueso, a la parte

del agregado pétreo total que queda retenido en el tamiz #4.

Según (Ministerio de Transportes y Comunicaciones MTC., 2013) se denominará agregado

grueso a la porción de agregado retenido en el tamiz de 4,75 mm (Nº04).

2.5.2.1.2 AGREGADO FINO.

Según el Sistema de Clasificación de Suelos SUCS, se define como agregado fino, a la parte

del agregado pétreo total que pasa el tamiz #4 y queda retenido en el tamiz #200.

Según (Ministerio de Transportes y Comunicaciones MTC., 2013) se denomina agregado fino

a la porción comprendida entre los tamices de 4,75 mm y 75 μm (Nº04 y Nº 200).

2.5.2.2 CEMENTO ASFÁLTICO

El cemento asfáltico es un material bituminoso aglomerante, de consistencia sólida, utilizado

para la fabricación de mezclas asfálticas en caliente. (Ministerio de Transportes y Comunicaciones,

2013)




2.5.3 PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE.

2.5.3.1 DENSIDAD DE LA MEZCLA ASFÁLTICA.

Se define densidad al peso por unidad de volumen. Es una característica muy importante debido

a la necesidad de tener una alta densidad en el pavimento terminado para obtener un rendimiento

duradero. (Montejo Fonseca, 2001)

2.5.3.2 VACÍOS DE AIRE DE LA MEZCLA ASFÁLTICA.

Es el volumen total de una pequeña bolsa de aire entre las partículas de agregado cubiertas de

asfalto en una mezcla compactada, expresado como el porcentaje del volumen neto de la mezcla

del pavimento. Es necesario que una mezcla contenga cierto porcentaje de vacíos para permitir

alguna compactación adicional bajo el tráfico, y proporcionar espacios adonde pueda fluir el

asfalto durante su compactación adicional. El porcentaje permitido de vacíos para capas de base y

capas superficiales está entre 3 y 5 por ciento, dependiendo del diseño específico. (Hernándes

Cabrera & Ramírez Rodríguez, 2016)

2.5.3.3 VACIOS EN EL AGREGADO MINERAL DE LA MEZCLA ASFÁLTICA (V.M.A.).

Es el volumen de espacio vacío intergranular entre las partículas del agregado de una mezcla

asfáltica compactada, que incluye los vacíos de aire y el contenido de asfalto efectivo. Representa

el espacio disponible para acomodar el volumen efectivo de asfalto y el volumen de vacíos

necesario en la mezcla. (Hernándes Cabrera & Ramírez Rodríguez, 2016)

2.5.3.4 CONTENIDO DE ASFALTO EFECTIVO.

Es el contenido de asfalto total de una mezcla asfáltica menos la proporción de asfalto absorbido

en las partículas del agregado.




2.5.3.5 VACIOS LLENOS DE ASFALTO (V.F.A.)

Es la porción del porcentaje del volumen de espacio vacío intergranular entre las partículas del

agregado, que es ocupado por el asfalto efectivo. Se expresa como la porción de (VMA – Va) entre

VMA. Su importancia radica en limitar los niveles máximos de VMA y al mismo tiempo, los

niveles máximos de contenido de asfalto. El VFA también restringe el contenido de aire permitido

para mezclas cercanas al criterio mínimo de VMA. (Garnica Anguas, Delgado Alamilla , Romero,

& Alarcón Orta, 2004)

2.5.4 CONTENIDO DE CEMENTO ASFÁLTICO.

2.5.4.1 CONTENIDO ÓPTIMO DE CEMENTO ASFÁLTICO TEÓRICO.

2.5.4.1.1 MÉTODO DEL INSTITUTO DEL ASFALTO.

Este procedimiento está basado en la distribución del tamaño de las partículas.

➢ B: Porcentaje de asfalto (bitumen) por peso total de la muestra

➢ a: Porcentaje de material retenido en el tamiz #10

➢ b: Porcentaje de material pasante en el tamiz #10 y retenido en el tamiz #200

➢ c: Porcentaje de material pasante del tamiz #200

➢ n: Coeficiente asfáltico que varía según la absorción del material.

0.20 Porcentaje de agregado que pasa sobre el tamiz N° 200 varia del 11% al 15%

0.18 Porcentaje de agregado que pasa sobre el tamiz N° 200 varia del 06% al 10%

0.15 Porcentaje de agregado que pasa sobre el tamiz N° 200 es menos del 05%

𝐵 = 0.032 ∗ 𝑎 + 0.045 ∗ 𝑏 + 𝜅 ∗ 𝑐 + 𝑛

Ecuación 2-1 Método del Instituto del Asfalto

Fuente: (Crespo Villalaz, 2007)

Tabla 2-6 Tabla de Valores de n según Absorción




2.5.4.1.2 MÉTODO DE LAS AREAS SUPERFICIALES.

Este procedimiento es aplicable a materiales graduados que contienen cierta cantidad de finos,

está basado en la estimación de la superficie de los agregados pétreos por cada kilogramo de

material.

2.5.4.2 CONTENIDO ÓPTIMO DE CEMENTO ASFÁLTICO.

2.5.4.2.1 MÉTODO MARSHALL.

El método Marshall está pensado para diseño en laboratorio y control de campo de mezclas

asfálticas en caliente, su propósito es determinar el contenido óptimo de asfalto para una

combinación específica de agregados y también de proporcionar información sobre las

propiedades de la mezcla asfáltica, densidades y contenidos óptimos de vacíos que se deben

cumplir durante la construcción del pavimento.

Se utilizan especímenes de prueba estándar de una altura de 64 mm (2 ½”) y 102 mm (4”) de

diámetro que se preparan mediante un procedimiento específico para calentar, mezclar y

compactar mezclas de asfalto-agregado (ASTM D1559). Los dos aspectos principales del método

de diseño son la densidad-análisis de vacíos y la prueba de estabilidad y flujo de los especímenes

compactados.

𝑃 =2.65 ∗ 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 ∗ 𝐼. 𝐴.

𝐺𝑠𝑎

𝐺𝑠𝑎 =𝑃1 + 𝑃2 + ⋯ . 𝑃𝑛

𝑃1

𝐺𝑠1+

𝑃2

𝐺𝑠2+ ⋯ .

𝑃𝑛

𝐺𝑠𝑛

Ecuación 2-2 Contenido Óptimo de Asfalto Método de las Áreas Superficiales

Ecuación 2-3 Gravedad Especifica Aparente de los Agregados




La estabilidad del espécimen de prueba es la máxima resistencia en Kg (N) que un espécimen

estándar desarrollará a 60 º C cuando es ensayado. El valor de flujo es el movimiento total o

deformación, en unidades de 0.25 mm (1/100”) que ocurre en el espécimen entre estar sin carga y

el punto máximo de carga durante la prueba de estabilidad. (Crespo Villalaz, 2007)

El valor de la estabilidad expresa la resistencia estructural de la mezcla compactada y depende

principalmente por el contenido del asfalto, la composición granulométrica y el tipo de agregado;

en pocas palabras la estabilidad es un índice de la calidad del agregado. El valor del flujo es una

indicación de la tendencia de la mezcla para alcanzar una condición plástica y consecuentemente

de la resistencia que ofrecerá la carpeta asfáltica a deformarse bajo la acción de las cargas

impuestas por los vehículos. (Garnica Anguas, Delgado Alamilla , Romero, & Alarcón Orta, 2004)

2.5.5 DISEÑO DE MEZCLA

Para el diseño óptimo de una mezcla asfáltica en caliente se debe cumplir con parámetros que

están relacionados con la estabilidad, la durabilidad, la impermeabilidad

2.5.5.1 PROPIEDADES VOLUMÉTRICAS.

2.5.5.1.1 GRAVEDAD ESPECÍFICA BULK DEL AGREGADO.

Donde:

➢ Gsb: Gravedad específica bulk de la combinación de agregados.

➢ P1, P2, Pn: Porcentajes individuales por peso del agregado.

𝐺𝑠𝑏 =𝑃1 + 𝑃2 + ⋯ . 𝑃𝑛

𝑃1

𝐺𝑠1+

𝑃2

𝐺𝑠2+ ⋯ .

𝑃𝑛

𝐺𝑠𝑛

Ecuación 2-4 Gravedad Especifica Bulk de los Agregados




➢ G1, G2, Gn: Gravedad específica bulk individual del agregado.

2.5.5.1.2 GRAVEDAD ESPECÍFICA EFECTIVA DEL AGREGADO.

Donde:

➢ Gse: Gravedad específica efectiva del agregado.

➢ Pmm: Porcentaje en peso del total de la mezcla suelta, 100%.

➢ Pb: Porcentaje de asfalto para el peso total de la muestra.

➢ Gmm: Gravedad específica teórica máxima (ASTM D-2041) de la mezcla.

➢ Gb: Gravedad específica del asfalto.

2.5.5.1.3 GRAVEDAD ESPECÍFICA TEÓRICA MÁXIMA DE MEZCLAS.

Donde:

➢ Gmm: Gravedad específica teórica máxima (ASTM D-2041) de la mezcla.

➢ Pmm: Porcentaje en peso del total de la mezcla suelta, 100%.

➢ Ps: Contenido de agregado, porcentaje en peso del total de la mezcla.

➢ Pb: Contenido de asfalto, porcentaje en peso del total de la mezcla.

➢ Gse: Gravedad específica efectiva del agregado.

𝐺𝑠𝑒 =𝑃𝑚𝑚 − 𝑃𝑏

𝑃𝑚𝑚

𝐺𝑚𝑚−

𝑃𝑏

𝐺𝑏

𝐺𝑚𝑚 =𝑃𝑚𝑚

𝑃𝑆

𝐺𝑠𝑒−

𝑃𝑏

𝐺𝑏

Ecuación 2-5 Gravedad Especifica Efectiva de los Agregados

Ecuación 2-6 Gravedad Especifica Máxima Teórica




2.5.5.1.4 ABSORCION DEL ASFALTO

Donde:

➢ Pba: Asfalto absorbido, porcentaje del peso de agregado.

➢ Gse: Gravedad específica efectiva del agregado

➢ Gb: Gravedad específica del asfalto

➢ Gsb: Gravedad específica bulk del agregado

2.5.5.1.5 CONTENIDO DE ASFALTO EFECTIVO DE LA MEZCLA ASFÁLTICA.

Donde:

➢ Pbe: Contenido de asfalto efectivo, porcentaje del peso total de la mezcla.

➢ Pb: Contenido de asfalto, porcentaje del peso total de la mezcla.

➢ Pba: Asfalto absorbido, porcentaje del peso de agregado.

➢ Ps: Contenido de agregado, porcentaje del peso total de la mezcla.

2.5.5.1.6 PORCENTAJE DE VACIOS EN EL AGREGADO MINERAL (V.A.M.).

𝑃𝑏𝑎 = 100 ∗𝐺𝑠𝑒 − 𝐺𝑠𝑏

𝐺𝑠𝑏 ∗ 𝐺𝑠𝑒∗ 𝐺𝑏

𝑃𝑏𝑒 = 𝑃𝑏 −𝑃𝑏𝑎

100∗ 𝑃𝑠

𝑉. 𝑀. 𝐴. = 100 −𝐺𝑚𝑏 ∗ 𝑃𝑠

𝐺𝑠𝑏∗ 𝑃𝑠

Ecuación 2-7 Absorción de Asfalto

Ecuación 2-8 Contenido de asfalto efectivo de la mezcla asfáltica

Ecuación 2-9 Porcentaje de V.A.M. en mezcla compactada




Donde:

➢ V.A.M.: Vacíos en el agregado mineral, porcentaje del volumen bulk.

➢ Gsb: Gravedad específica bulk del agregado total.

➢ Gmb: Gravedad específica bulk de la mezcla compactada. (AASHTO T166; ASTM D1188).

➢ Ps: Contenido de agregado, porcentaje del peso total de la mezcla asfáltica.

2.5.5.1.7 PORCENTAJE DE VACIOS DE AIRE EN MEZCLA COMPACTADA.

Donde:

➢ Va: Vacíos de aire en la mezcla compactada, porcentaje del volumen total.

➢ Gmm: Gravedad específica teórica máxima de la mezcla.

➢ Gmb: Gravedad específica bulk de mezcla compactada.

2.5.5.1.8 PORCENTAJE DE VACÍOS LLENOS DE ASFALTO EN MEZCLAS COMPACTADAS

(V.F.A.).

Donde:

➢ V.F.A: vacíos llenados con asfalto, porcentaje de V.A.M.

➢ V.A.M: vacíos en el agregado mineral, porcentaje del volumen bulk.

𝑉𝑎 = 100 ∗𝐺𝑚𝑚 ∗ 𝐺𝑚𝑏

𝐺𝑚𝑚

𝑉. 𝐹. 𝐴. = 100 ∗(𝑉. 𝐴. 𝑀. −𝑉𝑎)

𝑉. 𝐴. 𝑀.

Ecuación 2-10 Porcentaje de a% en mezcla compactada

Ecuación 2-11 Porcentaje de V.F.A. en mezclas compactadas




➢ Va: vacíos de aire en mezcla compactada, porcentaje del volumen total.

2.5.6 MECANISMOS DE DAÑO EN LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE.

2.5.6.1 INTRODUCCIÓN.

Los pavimentos, tanto flexibles como rígidos, no fallan o colapsan repentinamente, sino que lo

hacen en forma gradual y progresiva por la constante acción de las solicitaciones de tránsito y el

clima, generando así una manifestación en la superficie del pavimento.

Se entiende por “daño” o “falla” en un pavimento toda indicación de un desempeño

insatisfactorio del mismo. A través de la observación y evaluación de estos daños que se van

produciendo es posible seleccionar las medidas correctivas más oportunas y adecuadas, que

tiendan a neutralizar o al menos retardar este proceso de deterioro, preservando mediante su

aplicación la estructura del pavimento y prolongar su vida útil. (Ministerio de obras públicas y

comunicaciones, 2016)

Los principios modernos de mantenimiento y rehabilitación de pavimentos se basan en

diferentes técnicas o procedimientos para evaluar la condición de los pavimentos y destinados en

última instancia a caracterizar los procesos de deterioro para planificar, diseñar y aplicar los

remedios necesarios, determinando los mecanismos o causas que los producen.

2.5.6.2 DAÑO POR AHUELLAMIENTO.

Según Collop & Hardy (1995), (Sousa, Deacon, Weissman, Harvey, & Monismith, (1994) y

Archilla (2006), el fenómeno de ahuellamiento es uno de los principales mecanismos de daño de

capas asfálticas en estructuras de pavimentos flexibles y semirrígidos, debido a la densificación

prematura en el periodo de construcción y por la formación de deformaciones de corte durante su

vida útil. (Cubillos Estrella & Núñez Galeano, 2013)




Este fenómeno puede definirse como la deformación vertical permanente que se va acumulando

en el pavimento debido al paso repetitivo de los vehículos formando delgadas depresiones

longitudinales a lo largo de la trayectoria de las llantas, ocasionando fallas estructurales o

funcionales en cualquier capa de la estructura; sin embargo, investigadores como Sousa (1994) y

Chen (2003) han demostrado y reportado que la mayor parte del ahuellamiento se genera en la

carpeta asfáltica. Normalmente ocurre durante el verano, cuando el pavimento se encuentra

sometido a temperaturas de servicio altas que sobrepasan los 60°C originado por la falta de

resistencia de la mezcla asfáltica, que depende de los agregados y el ligante asfáltico empleado.

(Cubillos Estrella & Núñez Galeano, 2013)

Para prevenir el ahuellamiento, es conveniente utilizar asfaltos más “duros” y seleccionar

agregados de forma cúbica con superficie rugosa que proporcionen un alto grado de fricción

interna de manera que cuando la carpeta asfáltica reciba la carga, los agregados y el asfalto

trabajarán como un sólido elástico volviendo a su forma original cuando se retire la carga. (Chaing

Albitres & Huamán Guerrero, 2016)

Las posibles causas que originan el Ahuellamiento son consecuencia de los siguientes factores:

(Ministerio de obras públicas y comunicaciones, 2016)

➢ Inadecuada compactación o deficiente dosificación.

➢ Insuficiente estabilidad de las capas del pavimento o de la subrasante ya sea por ingreso de

agua o deficiente calidad.

➢ Inadecuado espesor de pavimento (infra diseño estructural).

➢ Exagerado incremento en las cargas del tránsito.




2.5.6.3 DAÑO POR FATIGA.

La fisuración por fatiga de las capas de mezcla asfáltica es uno de los mecanismos de deterioro

más frecuentes en los pavimentos flexibles que se presenta cuando se generan esfuerzos elevados

de tracción en la zona inferior de la capa asfáltica, producto de la aplicación de cargas repetitivas

con una magnitud inferior a la resistencia máxima que puede soportar el material.

En un análisis descriptivo, Baaj y Di Benedetto (2005), señalan que la degradación de fatiga de

una mezcla, se puede establecer en tres etapas o fases: La fase I, también llamada fase de

adaptación, se caracteriza por el inicio de la micro fisuración, produciéndose un descenso rápido

del módulo dinámico es decir una disminución en la rigidez de la estructura seguidamente la fase

II, llamada también fase de fatiga que se caracteriza por la aparición de las macro fisuras producto

de la unión de las micro fisuras de la fase anterior ocasionando que sean cada vez mayores y por

A.C

A.M.P.

Ilustración 2-6 Deformación por Ahuellamiento

Fuente: Catálogo de Fallas y Reparaciones (2016)




último encontramos la fase III llamada fase de ruptura, en la cual las macro fisuras que se propagan

rápidamente hasta el fallo total de la mezcla. (Cubillos Estrella & Núñez Galeano, 2013)

Los ensayos para determinar este fenómeno, consisten en someter una muestra de geometría

específica a cargas repetitivas para determinar el número de ciclos soportados antes de la falla del

espécimen de ahí los métodos de ensayo que se emplean para medir el comportamiento de la fatiga

son los siguientes:

➢ Ensayos de flexión simple.

➢ Ensayos de flexión con apoyos.

➢ Ensayos axiales directos.

➢ Ensayos diametrales.

➢ Ensayos Triaxiales.

Ilustración 2-7 Fases de degradación por el fenómeno de fatiga en mezclas asfálticas

Fuente: Baaj Y Di Benedetto (2005)




Según Brown & Selig (1991) “La rigidez de una mezcla asfáltica afecta su comportamiento a

la fatiga pues una mezcla asfáltica muy rígida no presenta un buen comportamiento a la fatiga,

pero experimenta una alta resistencia al ahuellamiento mientras que una mezcla asfáltica de baja

rigidez ofrece buen comportamiento a la fatiga, pero no se comporta bien al ahuellamiento. Por

tanto, debe existir un equilibrio en la rigidez de la mezcla asfáltica que garantice el buen

comportamiento de la misma frente a estos dos mecanismos de falla en pavimentos flexibles”

(Cubillos Estrella & Núñez Galeano, 2013)

2.5.6.4 DAÑO POR HUMEDAD.

El daño producido por la humedad ha sido reconocido como uno de los principales factores que

afectan a la durabilidad de las mezclas asfálticas puesto que la degradación prematura de las

mezclas por efecto de este fenómeno constituye un serio y complejo problema con consecuencias

económicas importantes, sin embargo muchas veces resulta difícil identificar el daño por humedad,

debido a que los indicadores en la superficie pueden tardar años en mostrarse sumando que las

manifestaciones de deterioro causadas por la presencia del agua son similares a las producidas por

otros factores como los materiales, el diseño de la mezcla bituminosa y su construcción. (López

Montero & Miró , 2017)

Las propiedades del enlace agregado-asfalto juegan un papel crucial en el comportamiento de

las mezclas asfálticas frente a la humedad, por tal motivo es importante analizar la cohesión y/o

adhesividad entre el agregado y el ligante donde el debilitamiento de la película de asfalto

promoverá un patrón de fallo cohesivo y el debilitamiento del enlace promoverá un marcado patrón

de fallo adhesivo, siendo éstos los dos patrones de fallo manifestados como una acción combinada

del daño mecánico y la infiltración de agua.




En otras palabras, una mezcla asfáltica que tenga mala adherencia, tendrá un mal

comportamiento mecánico y, sin duda, mostrará un patrón de fallo adhesivo que ocurre dentro de

la unión agregado-asfalto mientras que una reducción de la rigidez de la mezcla mostrara un fallo

cohesivo debido a una reducción o perdida de la fuerza de los enlaces entre las moléculas del

asfalto a causa del ingreso del agua. (López Montero & Miró , 2017)

En conclusión, el daño producido por la humedad en las mezclas asfálticas se debe a una acción

combinada de ambos patrones de falla sin embargo algunos investigadores consideran que el daño

por humedad se debe más a un fallo adhesivo que a un fallo cohesivo a pesar de que uno es

consecuencia del otro.

La tabla N° 2-7 muestra diversos mecanismos que al actuar de manera individual o conjunta

pueden producir una falla cohesiva y/o adhesiva entre los agregados y el asfalto.

Ilustración 2-8 Separación del árido de la mezcla debido a fallo cohesivo vs. Fallo adhesivo

Fuente: Teresa López-Montero El daño por humedad en las mezclas asfálticas

Falla Cohesiva Falla Adhesiva

Ilustración 2-9 Mecanismos de daño por humedad





PROCESO MECANISMO

Desplazamiento El agua con menor energía superficial desplaza al asfalto de la superficie de los agregados.

Desprendimiento El agua con menor energía superficial separa al asfalto de la superficie de los agregados.

Emulsificación Espontánea

La formación de una emulsión es provocada por la presencia de agentes como la arcilla que debilita la unión en la interfase asfalto-agregados.

Presión Intersticial La alta presión de poros en condiciones no drenadas genera una rotura en la película de asfalto dejando que el agua ingrese a la interfaz.

Desprendimiento Químico

La interacción electrostática entre el agua y el agregado genera la separación o eliminación del asfalto entre ellos.

Rotura de la Película de Asfalto

Se rompe la película de asfalto en los bordes de los agregados.

Cohesión Perdida de la cohesión molecular en el asfalto.

Dispersión de la mezcla asfáltica

Perdida de cohesión en la mezcla y perdida de material por efecto de un flujo de agua.

Adhesión Perdida de adhesión agregado-asfalto.

Efectos Ambientales

Incidencia de las condiciones climáticas y cambios bruscos de temperatura.

Lavado Hidráulico Acción de los neumáticos en la superficie saturada.

Desorción de la mezcla asfáltica

Eliminación de las capas externas de la mezcla asfáltica de la superficie de los agregados por la presencia de flujos de agua.

Estos procesos de daño inducido por humedad se lograron dividir en procesos físicos y

mecánicos: (López Montero & Miró , 2017)

➢ Los procesos físicos caracterizados por la difusión molecular del agua provocando un

debilitamiento de la unión agregado-asfalto, y un “lavado” o proceso de erosión de la carpeta

debido a las altas presiones de agua acumuladas en su interior.


Tabla 2-7 Proceso de daño por Humedad




➢ El proceso de daño mecánico se caracteriza con la aparición de campos de presión de agua

intensos dentro de la mezcla, causados por las cargas de tráfico que genera deformaciones

plásticas adicionales y que se conoce como “lavado hidráulico” o “pumping action”.

Ilustración 2-10 Separación del daño por humedad en procesos físicos y mecánicos.




Procedimiento Experimental Capítulo III

3 CAPÍTULO III: POCEDIMIENTO EXPERIMENTAL EN MEZCLA ASFÁLTICA

EN CALIENTE.




3.1 CARACTERÍSTICAS DE LOS AGREGADOS.

3.1.1 OBTENCIÓN DE LOS AGREGADOS.

Los agregados tanto grueso y fino que se usaron para esta investigación, fueron obtenidos de la

cantera LA PODEROSA – SUPERMIX debido a la gran demanda y comercialización de los

mismos en la ciudad de Arequipa.

3.1.2 CARACTERÍSTICAS DE LA CANTERA LA PODEROSA – SUPERMIX

La cantera se encuentra ubicada en el departamento de Arequipa, provincia de Arequipa, distrito

de Uchumayo entre los poblados de Congata y Cerro Verde con una altitud de 2040 m.s.n.m. y

coordenadas latitud: 16°26'32.70"S Longitud: 71°38'5.93"O

Ilustración 3-1 Ubicación de la cantera LA PODEROSA - SUPERMIX.




➢ POTENCIA: Según estudios realizados en otros proyectos se tiene los siguientes valores

promedio: Área: 15 500 000 m2, Altura: 8 m, Volumen: 124 000 000 m3.

➢ EFICIENCIA: Para la estimación de la eficiencia, se tomaron datos de un proyecto previo,

de ello se tiene el Sobre Tamaño 4%, Materiales no Aptos 2%, Eficiencia 94%

➢ RENDIMIENTO: Actualmente en la cantera se reporta un volumen de 35.000m3

mensuales, con maquinaria propia, proporcionando material de selección, según los

requisitos que pida el solicitante, más no cuenta con la posibilidad de dar acceso a personal

ajeno a sus instalaciones a operar.

3.1.3 AGREGADO GRUESO

Según (Ministerio de Transportes y Comunicaciones MTC., 2013), los agregados gruesos,

deben cumplir con los requerimientos establecidos en la Tabla 3.1

Tabla 3-1 Requerimientos para los agregados gruesos según EG- 2013, MTC.





3.1.4 AGREGADO FINO

Según (Ministerio de Transportes y Comunicaciones MTC., 2013), los agregados finos, deben

cumplir con los requerimientos establecidos en la Tabla 3.2

3.1.5 RESULTADOS DE ENSAYOS REALIZADOS A LOS AGREGADOS

Los ensayos que se realizaron a los agregados fueron realizados en el Laboratorio RCF S.R.L

cuyos resultados se encuentran adjuntados en los Anexos, obteniéndose las siguientes tablas

resumen tanto para agregado grueso y agregado fino verificando si cumple o no las

especificaciones mínimas que exige el MTC.

Tabla 3-2 Requerimientos para los agregados gruesos según EG- 2013, MTC.





Tabla 3-3 Especificaciones de los Agregados Gruesos.

Tabla 3-4 Especificaciones de los Agregados Finos.

ENSAYO ESPECIFICACIONES DE

LA NORMA LABORATORIO ESTATUS

Durabilidad (al sulfato de

Magnesio) MTC E 209 18% máx. 4% CUMPLE

Abrasión Los Ángeles MTC E 207 40% máx. 15% CUMPLE

Adherencia MTC E 517 +95 +95 CUMPLE

Índice de Durabilidad MTC E 214 35% mín. 94% CUMPLE

Partículas chatas y

alargadas ASTM 4791 10% máx. 6% CUMPLE

Caras fracturadas MTC E 210 85/50 85/57 CUMPLE

Sales Solubles Totales MTC E 219 0.5% máx. 0.1% CUMPLE

Absorción MTC E 206 1.0% máx. 0.83% CUMPLE

ENSAYO ESPECIFICACIONES DE

LA NORMA LABORATORIO ESTATUS

Equivalente de Arena MTC E 114 60 min 85% CUMPLE

Angularidad del

agregado fino MTC E 222 30 min. 29.1% NO CUMPLE

Azul de metileno AASTHO 57 8 máx. 4 CUMPLE

Índice de Plasticidad

(malla N° 40) MTC E 111 NP NP CUMPLE

Durabilidad (al Sulfato

de Magnesio) MTC E 209 18% máx. 8.23% CUMPLE

Índice de Durabilidad) MTC E 214 35 min. 94% CUMPLE

Índice de Plasticidad

(malla N° 200) MTC E 111 4 máx. NP CUMPLE

Sales Solubles Totales MTC E 219 0.5% máx. 0.24% CUMPLE

Absorción** MTC E 205 0.5% máx. 1.334 OBSERVACIÓN






3.1.5.1 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS.

De las características mostradas en las tablas N°3-3 y N°3-4 se esperan obtener buenos

comportamientos en los ensayos que se realizarán a las mezclas asfálticas tanto convencionales

como modificadas, sin embargo, existen dos observaciones particulares para los agregados finos

en cuanto a la Angularidad y Absorción valores que aparentemente no cumplen con lo que

especifica la Norma Técnica Peruana.

Analizando la característica “Angularidad del agregado Fino”, vemos que se encuentra a 0.9%

de lo mínimo requerido, dicho porcentaje no representará cambios ni modificaciones en los

resultados esperados de nuestros ensayos puesto que este parámetro solo influye en la

trabajabilidad de la mezcla.

En cuanto a la “Absorción del agregado Fino”, encontramos una incompatibilidad con la Norma

Técnica Peruana, ya que es imposible que la Absorción de un agregado fino sea menor que la de

un agregado grueso debido a que estos poseen mayor afinidad con el agua. La Norma permite

valores mayores al 0.5% siempre y cuando se asegure la durabilidad de la mezcla asfáltica,

parámetro que se espera conseguir al adicionar polímeros al asfalto.




3.1.6 CEMENTO ASFÁLTICO

El cemento asfáltico utilizado en el siguiente trabajo de investigación en mezclas asfálticas en

caliente es el PEN 60/70 el cual se encuentra dentro de la clasificación por penetración, según las

características climáticas de la región de Arequipa tal como lo indica la Tabla N°05 (Ministerio de

Transportes y Comunicaciones, 2013)

El cemento asfáltico deberá presentar un aspecto homogéneo, libre de agua y no formar espuma

cuando es calentado a la temperatura de 175°C.

Los requisitos de calidad del cemento asfáltico son los que establecen la Tabla 3-6-

Tabla 3-5 Selección del tipo de cemento asfáltico.

Fuente: Manual de carreteras EG 2013


Tabla 3-6 Especificaciones Técnicas del Asfalto por Penetración




3.2 ENSAYO MARSHALL.

3.2.1 NORMATIVA.

La normativa que se empleó para el presente ensayo se encuentra en el Manual de Ensayos de

Materiales RD N° 18 – 2016 – MTC/14 con el nombre MTC E 504 - Resistencia de mezclas

bituminosas empleando el aparato Marshall. Cabe resaltar que dicha norma peruana se

encuentra estandarizada internacionalmente en la ASTM-D6926 “Estándar Practice for

Preparation of Bituminous Specimens Using Marshall Apparatus” y ASTM D6927 “Estándar Test

Method for Marshall Stability and Flow of Bitominous Mixtures”

Tabla 3-7 Especificaciones Técnicas del Asfalto por Viscosidad





3.2.2 EQUIPOS Y HERRAMIENTAS DE LABORATORIO

3.2.2.1 EQUIPOS Y HERRAMIENTAS USADOS EN LA PREPARACIÓN DE LAS

BRIQUETAS.

Fotografía 3-1 Horno para Calentar Agregados Fotografía 3-2 Gata para Desmoldar Briquetas

Fotografía 3-3 Bandejas, Bowls espátulas,

cucharones para preparación de mezclas bituminosas. Fotografía 3-4 Martillo Marshall 4” 9500 gr.




Fotografía 3-5 Pedestal Marshall Fotografía 3-6 Moldes de 4" x 6"

Fotografía 3-7 Termómetro Digital Fotografía 3-8 Balanza Digital




3.2.2.2 EQUIPOS Y APARATOS PARA ESTABILIDAD Y FLUJO.

Fotografía 3-9 Máquina de carga a compresión

Marshall. Fotografía 3-10 Máquina digital Baño María

Fotografía 3-11 Mordaza Marshall Fotografía 3-12 Deformímetro Analógico




3.2.3 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.

3.2.3.1 COMPACTACIÓN DE ESPECÍMENES.

➢ Habiendo realizado los ensayos de granulometría a nuestros agregados para tener la

proporción exacta de agregado grueso y agregado fino, se pondrá a secar la cantidad

necesaria de agregados en un horno a 105°C aproximadamente por un periodo de 24 horas.

➢ Una vez realizado el secado de los agregados, pasaremos a calentar los agregados, y el

cemento asfáltico a una temperatura de 140°C+-5°C para los especímenes con asfalto

convencional (PEN 60/70) y 165°+-5°C para los especímenes con asfalto modificado (SBS

y ELVALOY).

➢ Los especímenes podrán ser preparados en bachadas solas o bachadas múltiples que

contengan suficiente material para tres o cuatro especímenes.

➢ Pesar en contenedores separados la cantidad de cada fracción de agregado requerida para

producir una bachada que resultará en una, dos, tres o cuatro especímenes compactados de

63.5+/-2,5 mm.

➢ Calentar moldes, martillo Marshall, espátulas y cucharones para posteriormente colocar

papel no absorbente en la base del molde antes de colocar la muestra.

➢ Colocar la mezcla en el molde y con ayuda de una espátula chusear 25 veces en forma de

espiral en todo el molde.

➢ Compactar la mezcla con ayuda del martillo Marshall dando 75 golpes por cada lado y dejar

enfriar a temperatura ambiente por un periodo de 24 horas.

➢ Posteriormente desmoldar las briquetas con ayuda de la gata hidráulica (fotografía 3.2) y

tomar dimensiones de las mismas (diámetro y alturas), pesos secos, volúmenes sumergidos

y pesos saturados superficialmente secos.




3.2.3.2 ACONDICIONAMIENTO Y ENSAYO DE ESTABILIDAD Y FLUJO.

➢ Una vez realizado los pasos anteriores, se procederá a colocarlas en baño maría a una

temperatura de 60°C+/- 1°C por un periodo de 30 minutos.

➢ Terminado el proceso de inmersión se secarán las muestras para colocarlas en la mordaza

Marshall teniendo en cuenta la separación equidistante en ambas caras de la briqueta y la

mordaza.

➢ Llevar las muestras a la máquina de carga teniendo en cuenta la colocación del deformímetro

en la línea de guía de la mordaza.

➢ Aplicar la carga al espécimen a razón constante de 50mm/min, hasta que el dial de carga

decrezca.

➢ Tomar notas de la carga final indicada en el aparato, así como también el flujo en el momento

en el que la carga empiece a decrecer.




3.2.4 DIAGRAMA DE FLUJO DEL ENSAYO MARSHALL.





3.2.5 PANEL FOTOGRÁFICO PARA EL ENSAYO MARSHALL.

Fotografía 3-13 Compactación de Briquetas. Fotografía 3-14 Gravedad Específica

Fotografía 3-15 Baño María a 60°C Fotografía 3-16 Ensayo Marshall




3.3 ENSAYO TRACCIÓN INDIRECTA TENSILE STRENGTH RATIO (TSR).

3.3.1 NORMATIVA.

La normativa que se empleó para el presente ensayo se encuentra en el Manual de Ensayos de

Materiales RD N° 18 – 2016 – MTC/14 con el nombre MTC E522 Resistencia de mezclas

asfálticas compactadas al daño inducido por humedad. Cabe resaltar que dicha norma peruana

se encuentra estandarizadas internacionalmente siendo esta la AASHTO T – 283: “Resistance of

compacted asphalt mixtures to moisture-induced damage”.

3.3.2 EQUIPOS Y HERRAMIENTAS DE LABORATORIO.

3.3.2.1 EQUIPOS Y HERRAMIENTAS USADOS EN EL ENSAYO.

Fotografía 3-17 Mordaza Lottman. Fotografía 3-18 Olla de Vacíos.




Fotografía 3-19 Bomba de Vacío 0.5 HP Fotografía 3-20 Baño María a 60°C

Fotografía 3-21 Martillo Marshall 4” 9500 gr. Fotografía 3-22 Horno para Calentar Agregados





3.3.3.1 DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE GOLPES PARA 7 +/- 0.5 % DE VACÍOS.

➢ Tener en cuenta que para la realización de este ensayo los especímenes deberán tener un 7%

de vacíos para la cual se realizarán 6 tipos de muestra a diferente número de golpes

considerando el Contenido Optimo de Bitumen obtenido del ensayo Marshall.

➢ La cantidad de golpes que se tomó en cuenta fue de 10, 20, 30, 40, 50 y 60 golpes.

➢ La compactación de los mismos se realizará considerando los mismos procedimientos para

la fabricación de briquetas Marshall, respetando las temperaturas de compactación tanto para

asfalto convencional y asfaltos modificados.

➢ Seguidamente se realizará el proceso de curado a temperatura ambiente por un periodo de

24 horas.

➢ Posteriormente, desmoldar los especímenes para poder tomar los valores de pesos secos,

pesos superficialmente secos y volúmenes sumergidos.

➢ Determinar el número de golpes necesario para la obtención del 7% de vacíos.

3.3.3.2 PREPARACIÓN DE LOS ESPECÍMENES.

➢ Para este trabajo de investigación se realizaron 03 tipos de especímenes: secos, saturados al

vacío y congelados, considerando 02 briquetas por cada tipo de espécimen.

➢ Mezclar los agregados con el cemento asfáltico a la temperatura de 140°C para asfaltos

convencionales y a 160°C para asfaltos modificados con polímeros consideran el Contenido

Optimo de Bitumen obtenido del ensayo Marshall.

➢ Terminado este proceso, extender la mezcla asfáltica en una bandeja hasta llegar a una

pulgada de espesor aproximadamente para enfriarlas a temperatura ambiente durante un

periodo de 2+/-0.5 horas.




➢ Luego dejar la mescla en un horno a 60°C durante un periodo de 16 horas aproximadamente.

➢ Seguidamente calentar la muestra por un periodo de 02 horas aproximadamente a

temperatura de compactación teniendo en cuenta que se usará 140°C para asfaltos

convencionales y 160°C para asfaltos modificados con polímeros.

➢ Una vez terminado el procedimiento anterior se realizará la compactación de las probetas en

el pedestal Marshall teniendo en cuenta el número de golpes obtenido para llegar al 7% de

vacíos.

➢ Después de remover los moldes, el espécimen deberá ser almacenado por un periodo de

24+/-03 horas a temperatura ambiente.

3.3.3.3 AGRUPACIÓN DE ESPECIMENES.

➢ Se procederá a la toma de medidas de cada briqueta considerando: espesor, diámetro, pesos

secos volúmenes sumergidos y el cálculo del porcentaje de aire de cada briqueta.

➢ Los especímenes se separan en 03 subgrupos (secos, saturados, congelados) de modo que el

porcentaje de aire de las briquetas sean aproximadamente iguales.

3.3.3.4 SATURACIÓN DE LOS ESPECIMENES.

➢ EL subgrupo de las briquetas secas quedará excluido de los siguientes pasos debido a que

solo se procederá a saturar las muestras del subgrupo 02 y 03 que son las muestras saturadas

y las muestras congeladas.

➢ Los subgrupos 02 y 03 serán saturados en un contenedor de vacíos.

➢ Cada muestra se colocará en dicho contenedor, para luego llenar de agua a temperatura

ambiente hasta que las muestras estén sumergidas al menos 1 pulgada de agua por encima

de estas.




➢ Se aplicará un vacío de 10 a 26 pulgadas de Hg durante un periodo de 5 a 10 minutos, para

eliminar el vacío y que las muestras queden sumergidas por un periodo adicional de 5 a 10

minutos.

➢ Terminado el proceso se determinará el volumen de agua absorbida en centímetros cúbicos

para calcular el grado de saturación.

➢ Si el grado de saturación no se encuentra entre los valores del 70 a 80 porciento no considerar

la briqueta para el ensayo y realizar de nuevo el proceso de saturación.

➢ El subgrupo 03 (congelado) adicionalmente al paso anterior luego de la saturación será

colocado en una bolsa hermética con 10 mililitros de agua por un periodo de 16 horas como

mínimo a una temperatura de -18+/-03 °C.

3.3.3.5 ACONDICIONAMIENTO Y ENSAYO DE LOS ESPECIMENES.

➢ El subgrupo seco pasará por un proceso de baño maría envuelto en una bolsa hermética a

prueba de fugas por un periodo de 02 horas a una temperatura de 25+/-0.5°C.

➢ El subgrupo saturado y congelado pasaran por un proceso de baño maría envueltos en una

bolsa hermética a pruebas de fugas por un periodo de 24 horas a 60°C.

➢ Seguidamente colocar los 3 subgrupos en baño maría a una temperatura de 25+/-0.5 °C y

por un periodo de 02 horas, considerando que las muestras deben estar cubiertas al menos

01 pulgada de agua sobre su superficie.

➢ Cada probeta será ensayada en la máquina de compresión digital usando la mordaza Lottman

a una velocidad de 50mm por minuto sea seca, saturada o congelada.

➢ Se registrará la carga máxima obtenida para cada espécimen hasta el agrietamiento.




3.3.4 DIAGRAMA DE FLUJO DEL ENSAYO TSR.





3.3.5 PANEL FOTOGRÁFICO PARA ENSAYO TSR.

Fotografía 3-23 Compactación de Briquetas para

N° de Golpes

Fotografía 3-24 Mezcla de agregados y Cemento

Asfáltico

Fotografía 3-25 Medición de Especímenes Fotografía 3-26 Agrupación de Especímenes




Fotografía 3-27 Saturación al Vacío de

Especímenes Fotografía 3-28 Congelación de Briquetas

Fotografía 3-29 Baño María a 60°C Fotografía 3-30 Ensayo TSR - Mordaza Lottmam




3.4 ENSAYO TRACCIÓN DIRECTA SBC.

3.4.1 INTRODUCCIÓN.

La caracterización mecánica y dinámica de mezclas asfálticas es costosa y demorosa por la

complejidad y el número de ensayos necesarios para su ejecución, sin embargo, algunas

investigaciones han tratado de establecer correlaciones con ensayos más sencillos, rápidos y

económicos. Por esta razón, el objetivo principal de este ensayo es establecer la viabilidad del uso

del ensayo de Viga Semicircular Simplemente Apoyada (SCB) para determinar el comportamiento

a fatiga de las mezclas asfálticas convencionales y modificadas con polímeros.



Fotografía 3-31 Mordaza Lottam. Fotografía 3-32 Deformímetro analógico




Fotografía 3-33 Bandejas, cucharones, y Fotografía 3-34 Horno para calentar agregados

Fotografía 3-35 Gata para desmoldar briquetas Fotografía 3-36 Pedestal Marshall





3.4.3.1 COMPACTACIÓN DE ESPECÍMENES.

➢ Una vez realizado el secado de los agregados, se realizará el mismo procedimiento de la

metodología Marshall para los especímenes con asfalto convencional (PEN 60/70) y para

los especímenes con asfalto modificado con polímeros (SBS y ELVALOY), teniendo en

cuenta la temperatura adecuada para cada uno.

3.4.3.2 ACONDICIONAMIENTO DE BRIQUETAS Y ENSAYO DE ESTABILIDAD Y

FLUJO.

➢ Se procederá a cortar transversalmente las briquetas en 02 partes semejantes usando de

referencia la línea del diámetro del espécimen.

➢ Una vez realizado este proceso, se deberá realizar una entalladura de aproximadamente 03

milímetros en la mitad de la muestra cuyo objetivo será inducir a una falla durante el ensayo.

➢ Acto seguido, se colocará la muestra centrada y simplemente apoyada en el dispositivo de

carga para el ensayo, el cual establece una distancia entre apoyos igual al 80% de la longitud

del diámetro de la briqueta.

➢ Finalmente se aplicará una carga constante en el centro de la luz de la muestra hasta llegar a

la falla a una velocidad de 50mm/min.

➢ El resultado final del ensayo consiste en establecer la curva carga-desplazamiento, de la cual

se obtiene la carga máxima y el desplazamiento a carga máxima, variables que ayudan a

estudiar el comportamiento mecánico y dinámico de las mezclas asfálticas ensayadas.




3.4.4 DIAGRAMA DE FLUJO DEL ENSAYO SBC.





3.4.5 PANEL FOTOGRÁFICO PARA ENSAYO SCB.

Fotografía 3-37 Compactación de probetas

circulares de 4”

Fotografía 3-38 Corte de briquetas y formación de

entalladura de 3 mm

Fotografía 3-39 Ensayo de Tracción Directa Fotografía 3-40 Resultado de roturas de briquetas

SBC




3.5 ENSAYO RUEDA DE HAMBURGO – WHELL TRACK.

3.5.1 NORMATIVA.

La norma estandarizada internacionalmente es la AASHTO T 324-04 Hamburg Wheel-Track

Testing of Compacted Hot-Mix Asphalt (HMA).



Fotografía 3-41 Máquina Rueda de Hamburgo

Fotografía 3-42 Bandejas, Bowls espátulas,

cucharones para preparación de mezclas bituminosas.




Fotografía 3-43 Martillo Marshall 6” 17000 gr Fotografía 3-44 Cortadora Radial

Fotografía 3-45 Moldes para compactación de 6" Fotografía 3-46 Gata para Desmoldar Briquetas





3.5.3.1 DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE GOLPES PARA 7 +/- 0.5 % DE VACIOS.

➢ Teniendo en cuenta que para la realización de este ensayo los especímenes deberán tener 7%

de vacíos, se realizarán 5 muestra a diferente número de golpes considerando el Contenido

Optimo de Bitumen obtenido del ensayo Marshall.

➢ La cantidad de golpes que se tomó en cuenta fue de 10, 20, 30, 40, 60 y 75 golpes.

➢ La compactación de los especímenes se realizará siguiendo el mismo procedimiento para la

fabricación de briquetas con la metodología Marshall con la diferencia que se utilizarán

moldes de 6” para la realización de los especímenes, respetando las temperaturas de

compactación tanto para asfalto convencional como para asfaltos modificados.

➢ Seguidamente desmoldar los especímenes para poder tomar los valores de pesos secos, pesos

superficialmente secos y volúmenes sumergidos.

➢ Finalmente determinar el número de golpes necesario para la obtención del 7% de vacíos.

3.5.3.2 PREPARACIÓN DE LOS ESPECÍMENES.

➢ Una vez realizado el secado de los agregados, se realizará el mismo procedimiento de la

metodología Marshall para los especímenes con asfalto convencional (PEN 60/70) y para

los especímenes con asfalto modificado con polímeros (SBS y ELVALOY), teniendo en

cuenta la temperatura adecuada para cada uno y los moldes de 6” pulgadas.

➢ Seguidamente cortar los especímenes de 150 mm de diámetro con una sierra a una distancia

aproximada de 16 mm del centro del espécimen al borde exterior. La distancia exacta de

corte se deberá verificar con el tamaño de los moldes y la altura deberá ser ajustada al sistema

de montaje.




➢ Ajustar los especímenes dentro de los moldes de polietileno y colocarlos en la bandeja

cumpliendo con las dimensiones descritas en la Ilustración N° 3-2.

➢ Colocar las bandejas de montaje con los especímenes de prueba en el equipo y ajustar la

altura de acuerdo con las recomendaciones del fabricante.

➢ Introducir la información necesaria del proyecto y requisitos de configuración del ensayo.

➢ Seleccionar la temperatura de ensayo, profundidad máxima de rodera permitida y número

máximo de pasadas de acuerdo con las especificaciones del ensayo.

➢ Reacondicionar los especímenes de prueba en el baño por 30 minutos después de que el agua

haya alcanzado la temperatura de prueba seleccionada. Los especímenes no deberán

permanecer sumergidos más de 60±5 minutos antes de iniciar el ensayo (incluyendo el

tiempo de acondicionamiento).

➢ Descender las ruedas sobre los especímenes quienes no deberán estar en contacto por más

de 5 minutos antes de inicar la prueba.

Ilustración 3-2 Disposición de Moldes

Fuente: Manual De Ensayos Para Laboratorio- Mezclas Asfálticas En Caliente Parte 1-Instituto Mexicano Del Transporte




3.5.4 DIAGRAMA DE FLUJO.





3.5.5 PANEL FOTOGRÁFICO PARA LA RUEDA DE HAMBURGO.

Fotografía 3-47 Preparación de Agregados y

Asfalto a temperatura de compactación Fotografía 3-48 Preparación de la mezcla.

Fotografía 3-49 Medición de deformaciones por

ahuellamiento. Fotografía 3-50 Ahuellamiento de briquetas.




3.6 DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE.

Las siguientes tablas muestran el requerimiento Granulométrico y las propiedades físicas y

mecánicas de los agregados para el diseño de la mezcla asfáltica Convencional y la mezcla asfáltica

Modificada con polímeros.

3.6.1 PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LOS AGREGADOS.

3.6.1.1 AGREGADO GRUESO.

En la tabla N° 3-8 muestra la Gravedad Específica y absorción del agregado grueso.

Tabla 3-8 Propiedades Físicas del Agregado Grueso

GRAVEDAD ESPECIFICA A. GRUESO UNIDAD AG.

GRUESO

GRAVEDAD ESPECIFICA APARENTE Gsa g/cm3 2.788

GRAVEDAD ESPECIFICA BULK Gsb g/cm3 2.725

GRAVEDAD ESPECIFICA SATURADA

SUPERCIALMENTE SECA Gsss g/cm3 2.748

ABSORCIÓN B % 0.827%

3.6.1.2 AGREGADO FINO.

Tabla 3-9 Propiedades Físicas del Agregado Fino

GRAVEDAD ESPECIFICA A. FINO UNIDAD AG.

FINO

GRAVEDAD ESPECIFICA APARENTE Gsa g/cm3 2.681

GRAVEDAD ESPECIFICA BULK Gsb g/cm3 2.594

GRAVEDAD ESPECIFICA SATURADA

SUPERCIALMENTE SECA Gsss g/cm3 2.628

ABSORCIÓN B % 1.338%






3.6.2 GRANULOMETRÍA DE LOS AGREGADOS.

Se realizó el ensayo de Análisis Granulométrico para Agregado Grueso y para Agregado Fino,

siguiendo la norma MTC E 204 y NTP 400.012.

3.6.2.1 GRANULOMETRÍA AGREGADO GRUESO.

Tabla 3-10 Granulometría del Agregado Grueso

TAMIZ DIAMETRO

(mm)

W RET.

(g)

% W

RET.

% TOTAL

RETENIDO

%

TOTAL

PASANTE

4” 101.60

2” 50.80

1” 25.40 0.0 0.00 100.00

3/4" 19.10 505.8 8.86 8.86 91.14

1/2" 12.70 2972.0 52.05 60.91 39.09

3/8” 9.50 885.6 15.51 76.42 23.58

N°4 4.80 1300.6 22.78 99.19 0.81

N°10 2.00 46.0 0.81 100.00 0.00

N°40 0.425

N°80 0.180

N°200 0.075

TOTAL 5710.00


100.0

91.1

39.1

23.6

0.8 0.00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.11.010.0100.0

po

rce

nta

je p

asan

te (

%)

diametro de particulas (MM)

Curva Granulométrica Agregado Grueso

Gráfica 3-1 Curva Granulométrica del Agregado Grueso




3.6.2.2 GRANULOMETRÍA AGREGADO FINO.

Tabla 3-11 Granulometría del Agregado Fino

TAMIZ DIAMETRO

(mm)

W RET.

(g)

% W

RET.

% TOTAL

RETENIDO

%

TOTAL

PASANTE

4” 101.60

2” 50.80

1” 25.40

3/4" 19.10

1/2” 12.70

3/8” 9.50 0.0 0.0 0.00 100.00

N°4 4.80 3.6 0.7 0.72 99.28

N°10 2.000 94.8 19.0 19.68 80.32

N°40 0.425 225.3 45.1 64.74 35.26

N°80 0.180 71.9 14.4 79.12 20.88

N°200 0.075 51.4 10.3 89.40 10.60

FONDO 53.0 10.6 100.00 0.00

TOTAL 500.00


100.00 99.28

80.32

35.26

20.88

10.60

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.00.11.010.0100.0

po

rce

nta

je p

asan

te (

%)

diametro de particulas (MM)

Curva Granulométrica Agregado Fino

Gráfica 3-2 Curva Granulométrica del Agregado Fino




3.6.2.3 COMBINACIÓN DE LOS AGREGADOS.

Debido al tamaño Máximo Nominal (TMN) y a los resultados obtenidos, se decidió trabajar

con la gradación MAC-01 y la combinación por el método del cuadrado obteniendo la proporción

del 48.5% de Agregado Grueso y 51.5% de Agregado Fino, porcentajes que cumplen con el Huso

Granulométrico MAC-01 de la norma del MTC.

Tabla 3-12 Combinación de los Agregados

Tamiz Diámetro

(mm)

Peso Ret.

A.

Grueso

Peso Ret.

A. Fino

% ret. A.

Grueso

% Ret.

A. Fino

% Ret.

Comb.

% Ret.

Acumulado

48.50 51.50

1 25.4 100.00

3/4 19.1 505.80 8.86 4.30 95.70

1/2 12.7 2972.00 52.05 25.24 70.46

3/8 9.5 885.60 15.51 7.52 62.94

N°4 4.8 1300.60 3.60 22.78 0.72 11.42 51.52

N°10 2.00 46.00 94.80 0.81 18.96 10.16 41.36

N°40 0.425 225.30 45.06 23.21 18.16

N°80 0.18 71.90 14.38 7.41 10.75

N°200 0.075 51.40 10.28 5.29 5.46

FONDO 53.00 10.60 5.46 0.00 5710.00 500.00 100.00 100.00

Tabla 3-13 Verificación Huso Granulométrico MAC-01

TAMIZ DIAMETRO

(mm)

% PASANTE MAC-01

COMBINACION MAC - 01 LIMITES

1 25.4 100.00 100

3/4 19.1 95.70 80-100 CUMPLE

1/2 12.7 70.46 67-85 CUMPLE

3/8 9.5 62.94 60-77 CUMPLE

N°4 4.8 51.52 43-54 CUMPLE

N°10 2.00 41.36 29-45 CUMPLE

N°40 0.425 18.16 14-25 CUMPLE

N°80 0.18 10.75 8-17 CUMPLE

N°200 0.075 5.46 4-8 CUMPLE



111 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA

EN CALIENTE

3.6.2.3.1 CURVA GRANULOMÉTRICA DE LA COMBINACIÓN DE LOS AGREGADOS.

100.0

95.7

70.5

62.9

51.5

41.4

18.2

10.8

5.5

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.010.101.0010.00100.00

PO

RC

ENTA

JE P

ASA

NTE

%

DIAMETRO DE LA PARTICULA (mm)

COMBINACIÓN DE LOS AGREGADOS

AGREGADO COMBINADO LIMITE INFERIOR MAC-01 LIMITE SUPERIOR MAC-01

Gráfica 3-3 Curva Granulométrica de la Combinación de los Agregados MAC-01




3.6.3 CONTENIDO ÓPTIMO DE CEMENTO ASFÁLTICO.

3.6.3.1 MÉTODO DEL INSTITUTO DEL ASFALTO.

➢ B: Porcentaje de asfalto (bitumen) por peso total de la muestra

➢ a: Porcentaje de material retenido en el tamiz #10

➢ b: Porcentaje de material pasante en el tamiz #10 y retenido en el tamiz #200

➢ c: Porcentaje de material pasante del tamiz #200

Tabla 3-14 Datos Obtenidos de la Curva Granulométrica de la Combinación de Agregados

DATOS

a: 48.480

b: 35.906

c: 5.459

k: 0.180

n: 0.18

𝐵 = 0.032 ∗ 48.48 + 0.045 ∗ 35.906 + 0.18 ∗ 5.459 +0.18

𝑩 = 𝟒. 𝟑𝟑%

𝐵 = 0.032 ∗ 𝑎 + 0.045 ∗ 𝑏 + 𝜅 ∗ 𝑐 + 𝑛

Ecuación 3-1 Método del Instituto del Asfalto





3.6.3.2 MÉTODO DE LAS ÁREAS SUPERFICIALES.

Tabla 3-15 Área Superficial de los Agregados

TAMIZ DIÁMETRO

(mm)

SUELO

COMB

%RET

ACUM %RETE AREA EQ ÁREA SUPERFICIAL

1 25.4 100.000 0.000 0.000 1 0.0000

3/4 19.1 95.704 4.296 4.296 1 0.0430

1/2 12.7 70.460 29.540 25.244 1 0.2524

3/8 9.5 62.938 37.062 7.522 1 0.0752

N°4 4.8 51.520 48.480 11.418 2 0.2284

N°10 2.0 41.395 58.605 10.125 8 0.8100

N°40 0.426 18.159 81.841 23.236 30 6.9707

N°80 0.177 10.753 89.247 7.406 60 4.4434

N°200 0.075 5.459 94.541 5.294 120 6.3530

FONDO 100.000 5.459 250 13.6475

AREA SUPERFICIAL 32.8237


𝐺𝑠𝑎

𝐺𝑠𝑎 =𝑃1 + 𝑃2 + ⋯ . 𝑃𝑛

𝑃1

𝐺𝑠1+

𝑃2

𝐺𝑠2+ ⋯ .

𝑃𝑛

𝐺𝑠𝑛

Ecuación 3-3 Gravedad Especifica Aparente de los Agregados

Ecuación 3-2 Contenido Óptimo de Asfalto Método de las Áreas Superficiales

Á𝑟𝑒𝑎 𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 = % 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝐶𝑜𝑚𝑏𝑖𝑛𝑎𝑐𝑖ó𝑛 ∗ 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝐸𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒

Ecuación 3-4 Área Superficial





Entrando al Gráfico N° 3-1 del Índice de Asfalto por unidad de área superficial obtenemos:

Gráfica 3-1 Índice de Asfalto por unidad de área superficial

Utilizando la ecuación N° 3-2 y reemplazando los datos obtenemos:

ÍNDICE ASFÁLTICO = 0.00138


𝐺𝑠𝑎

𝑃 =2.65 ∗ 32.8237 ∗ 0.00138

2.73

𝑷 = 𝟒. 𝟒𝟎 %




3.6.4 CONTENIDO ÓPTIMO DE CEMENTO ASFÁLTICO MÉTODO MARSHALL.

Según los porcentajes hallados teóricamente en los anteriores métodos obtenemos un promedio

de 4.4% de cemento asfáltico, tomaremos 2 puntos atrás y 3 puntos delante; teniendo

dosificaciones de 3.5%, 4.0%, 4.5%, 5.0%, 5.5%, 6.0% para un cemento asfáltico PEN 60-70.

3.6.4.1 DOSIFICACIÓN PARA DIFERENTES CONTENIDOS DE ASFALTO

CONVENCIONAL.

Tabla 3-16 Dosificación de la Mezcla Asfáltica Convencional

%C.A. 3.50% 4.00% 4.50% 5.00% 5.50% 6.00%

% A. G. 46.80% 46.56% 46.32% 46.08% 45.83% 45.59%

% A.F. 49.70% 49.44% 49.18% 48.93% 48.67% 48.41%

TOTAL % 100.00% 100.00% 100.00% 100.00% 100.00% 100.00%

A. GRUESO (g) 561.63 558.72 555.81 552.90 549.99 547.08

A. FINO (g) 596.37 593.28 590.19 587.10 584.01 580.92

ASFALTO (g) 42.00 48.00 54.00 60.00 66.00 72.00

TOTAL (g) 1200.00 1200.00 1200.00 1200.00 1200.00 1200.00

3.6.4.2 GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA DE LA MEZCLA ASFÁLTICA

CONVENCIONAL.

La Gravedad Específica Máxima teórica de la mezcla asfáltica se determinó siguiendo el

procedimiento experimental de la norma MTC E 508, ASTM D 2041 y AASHTO T 209, tomando

3 muestras de 2000g como mínimo y aplicando la ecuación N° 3-5.





Donde:

➢ A = Peso de la muestra seca en el aire (g).

➢ C = Peso del recipiente lleno con agua a 25°C (g).

➢ E = Peso del recipiente lleno con agua y muestra a 25°C (g).

Tabla 3-17 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica Convencional de 3.50%

GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA PARA C.A. 3.5 %

% Asfalto 3.50 3.50 3.50

A (g) 2002.00 2001.00 2002.00

C (g) 5617.00 5617.00 5617.00

E (g) 6843.00 6842.00 6844.00

Gmm (g/cm3) 2.580 2.579 2.583

Gmm Promedio (g/cm3) 2.581

Gsb (g/cm3) 2.656



% Asfalto 4.00 4.00 4.00

A (g) 2001.00 2002.00 2002.00

C (g) 5617.00 5617.00 5617.00

E (g) 6835.00 6838.00 6836.00

Gmm (g/cm3) 2.556 2.563 2.557


Gsb (g/cm3) 2.656

𝐺𝑚𝑚 =𝐴

𝐴 + 𝐶 − 𝐸

Ecuación 3-5 Gravedad Máxima Teórica (MTC E-508)








% Asfalto 4.50 4.50 4.50

A (g) 2004.00 2001.00 2002.00

C (g) 5617.00 5617.00 5617.00

E (g) 6832.00 6831.00 6832.00

Gmm (g/cm3) 2.540 2.543 2.544


Gsb (g/cm3) 2.656

Tabla 3-20 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica Convencional de5.00%


% Asfalto 5.00 5.00 5.00

A (g) 2001.00 2007.00 2002.00

C (g) 5617.00 5617.00 5617.00

E (g) 6824.00 6826.00 6824.00

Gmm (g/cm3) 2.520 2.515 2.518


Gsb (g/cm3) 2.656



% Asfalto 5.50 5.50 5.50

A (g) 2001.00 2002.00 2001.00

C (g) 5617.00 5617.00 5617.00

E (g) 6818.00 6819.00 6818.00

Gmm (g/cm3) 2.501 2.503 2.501







Gsb (g/cm3) 2.656



% Asfalto 6.00 6.00 6.00

A (g) 2001.00 2002.00 2002.00

C (g) 5617.00 5617.00 5617.00

E (g) 6811.00 6812.00 6813.00

Gmm (g/cm3) 2.480 2.481 2.484


Gsb (g/cm3) 2.656

Tabla 3-23 Gravedad Máxima Teórica para diferentes contenidos de C.A. Convencional

GRAVEDAD ESPECÍFICA MAXIMA TEÓRICA PARA DIFERENTES

PORCENTAJES DE C.A.

% Asfalto 3.50% 4.00% 4.50% 5.00% 5.50% 6.00%

Gmm (g/cm3) 2.581 2.559 2.542 2.518 2.502 2.481

Gsb (g/cm3) 2.656 2.656 2.656 2.656 2.656 2.656





119 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN

CALIENTE

3.6.4.3 ENSAYO MARSHALL MEZCLA ASFÁLTICA CONVENCIONAL.

Tabla 3-24 Ensayo Marshall Mezcla Asfáltica Convencional

ENSAYO MARSHALL: MEZCLA ASFÁLTICA PEN 60-70

N° ITEM un/M 1 2 3 4 5 6

1 % Contenido De Cemento Asfáltico En Peso % 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

2 % Contenido De Agregado Grueso En Peso % 46.80 46.56 46.32 46.08 45.83 45.59

3 % Contenido De Agregado Fino En Peso % 49.70 49.44 49.18 48.93 48.67 48.41

4 Peso Específico Del Cemento Asfáltico gr./cm3 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02

5 Peso Específico Bulk De Ag. Grueso (Gsb AG) gr/cm3 2.725 2.725 2.725 2.725 2.725 2.725

6 Peso Específico Bulk De Ag. Fino (Gsb AF) gr/cm3 2.594 2.594 2.594 2.594 2.594 2.594

7 Peso Específico Bulk De Mezcla De Agregados

(Gsb) gr/cm3 2.656 2.656 2.656 2.656 2.656 2.656

8 Peso Específico Máximo Teórico De La Mezcla

(Gmm) gr/cm3 2.581 2.559 2.542 2.518 2.502 2.481

9 Volumen De Aire (A%) % 8.06 6.66 5.29 3.75 3.13 2.68

10 Grado De Compactación (R) % 91.94 93.35 94.71 96.25 96.87 97.32

11 Volumen De Aire En El Agregado Mineral (V.A.M) % 16.16 16.09 15.87 15.72 16.15 16.94

12 Porcentaje De Vacíos Llenos De Asfalto (V.F.A) % 50.13 58.67 66.69 76.19 80.62 84.22

13 Peso Específico Del Espécimen (P.U.) gr/cm3 2.373 2.389 2.407 2.425 2.424 2.415

14 Estabilidad Corregida (Carga) kg 1356.39 1744.60 1718.16 1609.48 1397.70 978.72

15 Flujo mm 3.33 3.50 3.63 3.85 4.63 5.98





3.6.4.3.1 GRÁFICAS DE VERIFICACIÓN.

8.06

6.66

5.29

3.75

3.13

2.68

y = 0.5532x2 - 7.4851x + 27.597R² = 0.994

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

Vo

lum

en d

e A

ire

(%)

Asfalto (%)

% Volumen de Aire vs % Asfalto

Gráfica 3-4 Volumen de Aire a% mezcla Asfáltica Convencional

16.16 16.0915.87

15.72

16.15

16.94

y = 0.4916x2 - 4.4457x + 25.821R² = 0.8827

14.0

15.0

16.0

17.0

18.0

3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

Vo

lum

en e

n e

l Agr

egad

o M

iner

al (

%)

Asfalto (%)

% V.A.M. vs % Asfalto

Gráfica 3-5 Volumen de Aire en el Agregado Mineral V.A.M. mezcla Asfáltica Convencional




2.373

2.389

2.407

2.425 2.424

2.415

y = -0.0142x2 + 0.1539x + 2.0051R² = 0.962

2.36

2.37

2.38

2.39

2.40

2.41

2.42

2.43

2.44

3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

Pes

o U

nit

ario

(g/

cm3

)

% Asfalto

Peso Unitario vs % Asfalto

Gráfica 3-6 Peso Unitario mezcla Asfáltica Convencional

1356.39

1744.601718.16

1609.48

1397.70

978.72y = -341.24x2 + 3068.1x - 5158.3

R² = 0.9703

800.0

900.0

1000.0

1100.0

1200.0

1300.0

1400.0

1500.0

1600.0

1700.0

1800.0

3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

Esta

bili

dad

(kg

)

% Asfalto

Estabilidad vs % Asfalto

Gráfica 3-7 Estabilidad en mezcla Asfáltica Convencional




3.6.4.4 DETERMINACIÓN DEL COB POR EL MÉTODO MARSHALL.

De los datos obtenidos en las gráficas N° 3-4, 3-5, 3-6, 3-7, 3-8 mostradas anteriormente, se

calculara el contenido óptimo de Cemento Asfáltico promediando el valor máximo del Peso

Unitario (P.U.), el valor máximo de la Estabilidad (E), el valor mínimo del Volumen de Aire (a%),

al valor mínimo del Volumen en el agregado Mineral (V.A.M.) y al valor mínimo del de Flujo;

obteniendo La tabla N° 3-25 Contenido Optimo de Cemento Asfáltico.

Tabla 3-25 Contenido Óptimo de Asfalto mezcla Asfáltica Convencional

PROPIEDAD % ASFALTO

Min. a% 6.77 %

Min. VAM 4.52 %

Max. P.U. 5.42 %

Max Estabilidad 4.50 %

Min. Flujo 3.95 %

PROMEDIO 5.03 %

3.333.50

3.633.85

4.63

5.98y = 0.6054x2 - 4.788x + 12.793

R² = 0.9773

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00

6.50

3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

Flu

jo (

mm

)

% Asfalto

Flujo vs % Asfalto

Gráfica 3-8 Flujo en mezcla Asfáltica Convencional





Tabla 3-26 Características del Contenido Óptimo de Asfalto mezcla Asfáltica Convencional

CARACTERÍSTICAS DE LA MEZCLA

ASFÁLTICA CON C.A. 5.03%

Volumen de Aire (a%) 3.94

Volumen en el A. Mineral (VAM%) 15.90

Peso Unitario (g/cm3) 2.420

Estabilidad (Kg) 1639.65

Flujo (mm) 4.10

Estabilidad/Flujo (Kg/cm) 3999.00

Temperatura de la Mezcla (°C) 140 °C

3.6.4.5 ENSAYO DE VERIFICACIÓN MARSHALL.

Se muestra en las tabla N° 3-27 de Gravedad Especifica Máxima Teórica para un contenido de

asfalto de 5.03 % determinado anteriormente y la tabla N° 3-28 donde se muestra el ensayo

Marshall de verificación.


GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA C.A. 5.03 %

% ASFALTO 5.03 5.03 5.03

A (g) 2008.00 2007.00 2002.00

C (g) 5617.00 5617.00 5617.00

E (g) 6824.00 6826.00 6824.00

Gmm (g/cm3) 2.507 2.515 2.518


Gsb (g/cm3) 2.656





CALIENTE

Tabla 3-28 Ensayo de Verificación para un Contenido Óptimo de Asfalto para mezcla Asfáltica Convencional

ENSAYO MARSHALL DE VERIFICACIÓN: MEZCLA ASFÁLTICA PEN 60-70

N° ITEM n/M 1 2 PROMEDIO REQUERIMIENTOS

DE NORMA

1 % CONTENIDO DE CEMENTO ASFÁLTICO EN PESO % 5.03 5.03 5.03

2 % CONTENIDO DE AGREGADO GRUESO EN PESO % 46.06 46.06 46.06

3 % CONTENIDO DE AGREGADO FINO EN PESO % 48.91 48.91 48.91

4 PESO ESPECÍFICO DEL CEMENTO ASFÁLTICO gr./cm3 1.02 1.02 1.02

5 PESO ESPECÍFICO BULK DE AG. GRUESO (Gsb AG) gr/cm3 2.725 2.725 2.725

6 PESO ESPECÍFICO BULK DE AG. FINO (Gsb AF) gr/cm3 2.594 2.594 2.594

7 PESO ESPECIFICO BULK DE MEZCLA DE AGREGADOS (Gsb) gr/cm3 2.656 2.656 2.656

8 PESO ESPECIFICO MAXIMO TEORICO DE LA MEZCLA (Gmm) gr/cm3 2.513 2.513 2.513

9 VOLUMEN DE AIRE (a%) % 3.90 3.86 3.88 3-5 CUMPLE

10 GRADO DE COMPACTACION (R) % 96.10 96.14 96.12 95%-98%

11 VOLUMEN DE AIRE EN EL AGREGADO MINERAL (VAM) % 16.05 16.02 16.04 Min 14 CUMPLE

12 PORCENTAJE DE VACIOS LLENOS DE ASFALTO (VFA) % 75.70 75.91 75.80

13 PESO ESPECÍFICO DEL ESPECIMEN (P.U.) gr/cm3 2.42 2.42 2.42

14 ESTABILIDAD CORREGIDA (CARGA) kg 1652.20 1645.30 1648.25 Min 831 CUMPLE

15 FLUJO mm 4.10 4.20 4.15 2-5 CUMPLE





3.6.5 ENSAYO DE TRACCIÓN INDIRECTA TSR MEZCLA ASFÁLTICA

CONVENCIONAL.

3.6.5.1 DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE GOLPES.

Para lograr el 7.0% de Volumen de Vacíos en la mezcla, se compactaron briquetas con

diferentes números de golpes que se muestran a continuación en la tabla N° 3-29.

Tabla 3-29 Determinación del Numero de Golpes para a% 7.00% de una mezcla Asfáltica Convencional 5.03%

NÚMERO DE GOLPES vs VOLUMEN DE AIRE (a%)

N° ITEM un/M 1 2 3 4 5

1 NUMERO DE GOLPES un 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00

2 PESO ESPECIFICO UNITARIO (P.U) gr./cm3 2.30 2.34 2.39 2.41 2.43

3 PESO ESPECIFICO BULK DE MEZCLA DE

AGREGADOS (Gsb) gr./cm3 2.656 2.656 2.656 2.656 2.656

4 PESO ESPECIFICO MAXIMO TEORICO DE LA

MEZCLA (Gmm) gr./cm3 2.513 2.513 2.513 2.513 2.513

5 GRADO DE COMPACTACION ( R) % 91.64 93.16 95.26 95.82 96.62

6 VOLUMEN DE AIRE (a%) % 8.36 6.84 4.74 4.18 3.38


8.20

6.69

4.74

4.18

3.38

y = 0.002x2 - 0.2419x + 10.488R² = 0.9887

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

0 10 20 30 40 50 60

Vo

lum

en d

e A

ire

(a%

)

Numero de Golpes (un)

Volumen de Aire vs Numero de Golpes

Gráfica 3-9 Volumen de Aire vs Numero de Golpes para ensayo TSR - Convencional




Según la gráfica N° 3-9 se determinó gráficamente y se comprobó con la ecuación de la curva

que para obtener 7.0% de volumen de vacíos en la mezcla asfáltica se necesitan 18 golpes.

3.6.5.2 ENSAYO TSR MEZCLA ASFÁLTICA CONVENCIONAL PEN 60-70 CON 5.03%.

En la tabla N° 3-30 se detalla el ensayo TSR para una Mezcla Convencional con 5.03%.

Tabla 3-30 Ensayo TSR para una mezcla Asfáltica Convencional PEN 60-70

ENSAYO TRACCION INDIRECTA TSR - 5.03% - PEN 60 -70

DESCRIPCION MUESTRA SECA MUESTRA

HUMEDA

MUESTRA

CONGELADA

N° ITEM un M2 M3 M4 M5 M1 M6

1 Diámetro de la briqueta (D) mm 101.28 100.63 100.93 100.73 100.33 101.00

2 Espesor de Briqueta (t) mm 67.38 70.10 68.43 68.43 68.98 66.35

3 Peso Seco g 1197.10 1195.40 1195.90 1200.70 1194.5 1196.00

4 Peso Sumergido en agua g 683.50 683.00 682.00 687.00 683.00 683.50

5 Volumen cm3 513.60 512.40 513.90 513.70 511.5 512.50

6 Peso Unitario briqueta (P.U.) g/cm3 2.331 2.333 2.327 2.337 2.335 2.334

7 Peso Específico Bulk (Gsb) g/cm3 2.66 2.66 2.66 2.66 2.66 2.66

8 Máxima Densidad Teórica (Gmm) g/cm3 2.513 2.513 2.513 2.513 2.513 2.513

9 Porcentaje de Vacíos (a%) % 7.25 7.17 7.40 6.99 7.07 7.14

10 Volumen de Vacíos de Aire (Va) cm3 37.24 36.71 38.01 35.90 36.17 36.57

11 Peso Saturado al Vacío g 1197.10 1195.40 1223.40 1227.00 1222.30 1224.00

12 Volumen Absorbido de Agua (J') cm3 0.00 0.00 27.50 26.30 27.80 28.00

13 Grado de Saturación (S') % 0.00 0.00 72.34 73.25 76.86 76.56

6DESEMPEÑO POR HUMEDAD DE UNA MEZCLA ASFALTICA CONVENCIONAL PEN 60-70

1 Carga Máxima Kg 365.6 380.3 276.6 338.1 299.50 292.9

2 Carga Máxima en Newton N 3586.5 3730.7 2713.4 3316.8 2938.1 2873.3

3 Daño por Humedad un 5.0 4.5 5.0 4.5

4 Esfuerzo a la Tracción (St) Kpa 334.62 336.71 250.14 306.37 270.30 272.96

5 Esfuerzo a la Tracción Promedio Kpa 335.66 278.25 271.63

6 Ratio de Resistencia Tracción

(TSR) % 82.90 80.92





3.6.5.3 ENSAYO TSR MEZCLA CONVENCIONAL PEN 60-70 CON 5.50%.

Se decidió determinar el desempeño por humedad de la mezcla asfáltica convencional con un

Contenido de Asfalto mayor al Óptimo para comparar los resultados. En la tabla N° 3-31 y la

gráfica N° 3-10 se muestra el número de golpes para llegar al 7.0% de vacíos. La tabla N° 3-32

muestra e ensayo TSR para una mezcla convencional con C.A. 5.50%.

Tabla 3-31 Determinación del Numero de Golpes para a% 7.00% de una mezcla Asfáltica Convencional 5.50%


N° ITEM un/M 1 2 3 4 5

1 NÚMERO DE GOLPES un 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00

2 PESO ESPECIFICO UNITARIO (P.U) gr./cm3 2.28 2.33 2.36 2.39 2.42



4 PESO ESPECIFICO MAXIMO TEORICO DE LA

MEZCLA (Gmm) gr./cm3 2.502 2.502 2.502 2.502 2.502

5 GRADO DE COMPACTACIÓN (R) % 91.17 93.01 94.20 95.56 96.84

6 VOLUMEN DE AIRE (a%) % 8.83 6.99 5.80 4.44 3.16


8.83

6.99

5.80

4.44

3.16

y = 0.0007x2 - 0.1796x + 10.486R² = 0.9975

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

0 10 20 30 40 50 60

Vo

lum

en d

e A

ire

(%)

Numero de Golpes (un)


Gráfica 3-10 Volumen de Aire vs Numero de Golpes para ensayo TSR - Convencional C.A. 5.50%






Tabla 3-32 Ensayo TSR para una mezcla Asfáltica Convencional PEN 60-70 C.A. 5.50%

ENSAYO TRACCIÓN INDIRECTA TSR - 5.50% - PEN 60 -70

DESCRIPCION MUESTRA SECA MUESTRA

HUMEDA

MUESTRA

CONGELADA




3 Peso Seco g 1199.00 1200.00 1200.00 1202.00 1198.00 1197.00


5 Volumen cm3 516.00 517.50 518.00 519.00 515.00 514.50



9 Máxima Densidad Teórica (Gmm) g/cm3 2.502 2.502 2.502 2.502 2.502 2.502






DESEMPEÑO POR HUMEDAD DE UNA MEZCLA ASFALTICA CONVENCIONAL PEN 60-70

1 Carga Máxima Kg 315.6 438.1 320.00 316.60 318.60 318.10






(TSR) % 85.63 81.89





3.6.6 ENSAYO DE TRACCIÓN DIRECTA SBC MEZCLA A. CONVENCIONAL.

Para determinar la tenacidad de las mezclas asfálticas convencionales PEN 60-70 se utilizó

COB determinado en el punto3.6.4 y un porcentaje mayor al óptimo para comparar los resultados.

3.6.6.1 ENSAYO DE TRACCIÓN DIRECTA EN MEZCLA ASFÁLTICA CONVENCIONAL

PEN 60-70 CON 5.03%.

Se ensayaron cuatro muestras con las propiedades que se muestran en la tabla N° 3-33 y la tabla

N° 3-34 que nos detallan la Carga Máxima, la Deformación de Carga Máxima y la Deformación

total o de rotura para dibujar la gráfica N° 3-11 Carga vs Deformación.

Tabla 3-33 Medidas y Propiedades - Ensayo SCB MAC 5.03%

M D (cm) h (cm) c (cm) Ix (cm4)

M1 10.10 6.20 2.907 255.40

M2 10.10 6.20 2.907 255.40

M3 10.11 6.25 2.910 256.42

M4 10.11 6.25 2.910 256.42

Tabla 3-34 Características - Ensayo SCB MAC 5.03%

M Fmax (Kg) Δ Fmax (mm) Δ max (mm)

M1 450 2.50 4.1

M2 420 2.60 4.2

M3 400 2.60 4.0

M4 460 2.50 4.1






Gráfica de donde obtenemos las siguientes características de la mezcla asfáltica modificada con

Polímeros SBS, descritas en las tablas N° 3-35 y la tabla N° 3-36 que nos muestra la tenacidad.

Tabla 3-35 Características obtenidas de la Curva - Ensayo SCB MAC 5.03%

PROPIEDADES DE LAS BRIQUETAS SBS 4.50%

M Δ Fmax

(mm) F máx. 1/2 Fmax Δm Δmdp

M1 2.50 450 225 1.13 3.30

M2 2.60 420 210 1.10 3.40

M3 2.60 400 200 1.50 3.30

M4 2.50 460 230 1.15 3.30

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

300.0

350.0

400.0

450.0

500.0

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00

Car

ga (

Kg)

Deformación (mm)

Carga vs Deformación

M1 M2 M3 M4

Gráfica 3-11 Carga vs Deformación - Ensayo SCB mezcla Asfáltica Convencional 5.03%




CALIENTE

3.6.6.1.1 ENSAYO SCB - CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS DE LA MEZCLA ASFALTICA CONVENCIONAL PEN 60-70 C.A.

5.03%.

En la tabla N° 3-36 se detallan las características mecánicas obtenidas del ensayo SCB siendo la más importante el Índice de

Tenacidad.

Tabla 3-36 Ensayo Tracción Directa - SCB mezcla Asfáltica Convencional 5.03%

MUESTRA F max (Kg) σmax

(Kg/cm2)

Δ Fmax

(mm)

Wd (Kg-

mm)

W Fmax

(Kg-mm)

Irt

(Kg/mm)

It (Kg-

m/m2)

M1 450.00 12.93 2.50 960.0 600.0 200.00 46.20

M2 420.00 12.07 2.60 895.0 565.0 190.91 42.36

M3 400.00 11.47 2.60 815.0 525.0 133.33 32.29

M4 460.00 13.19 2.50 975.0 605.0 200.00 46.98





3.6.6.2 ENSAYO DE TRACCIÓN DIRECTA EN MEZCLA ASFÁLTICA CONVENCIONAL

PEN 60-70 CON 5.50%.

Se ensayaron cuatro muestras con las propiedades que se muestran en la tabla N° 3-37 y la tabla

N° 3-38 que nos detallan la Carga Máxima, la Deformación de Carga Máxima y la Deformación

total o de rotura para dibujar la gráfica N° 3-12 Carga vs Deformación.

Tabla 3-37 Medidas y Propiedades - Ensayo SCB MAC 5.50%


M1 10.15 6.25 2.921 260.50

M2 10.15 6.25 2.921 260.50

M3 10.20 6.25 2.935 265.67

M4 10.20 6.25 2.935 265.67

Tabla 3-38 Características - Ensayo SCB MAC 5.50%


M1 532 2.75 4.20

M2 545 2.50 4.00

M3 550 2.75 4.20

M4 530 3.00 4.30







Polímeros SBS, descritas en las tablas N° 3-39 y la tabla N° 3-40 que nos muestra la tenacidad.

Tabla 3-39 Características obtenidas de la Curva - Ensayo SCB MAC 5.50%


M Δ Fmax

(mm) F máx. 1/2 Fmax Δm Δmdp

M1 2.75 532 266 1.33 3.48

M2 2.50 545 273 1.36 3.25

M3 2.75 550 275 1.38 3.47

M4 3.00 530 265 1.58 3.65

0.0

100.0

200.0

300.0

400.0

500.0

600.0

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00

Car

ga (

Kg)

Deformación (mm)


M1 M2 M3 M4

Gráfica 3-12 Carga vs Deformación - Ensayo SCB mezcla Asfáltica Convencional 5.50%




CALIENTE

3.6.6.2.1 ENSAYO SCB - CARACTERÍSTICAS MECANICAS DE LA MEZCLA ASFALTICA CONVENCIONAL PEN 60-70 C.A.

5.50%.


Tenacidad.

Tabla 3-40 Ensayo Tracción Directa - SCB mezcla Asfáltica Convencional 5.50%


(Kg/cm2)

Δ Fmax

(mm)

Wd (Kg-

mm)

W Fmax

(Kg-mm)

Irt

(Kg/mm)

It (Kg-

m/m2)

M1 532.00 15.14 2.75 1130.0 750.0 200.00 43.53

M2 545.00 15.51 2.50 1085.0 670.0 200.00 49.29

M3 550.00 15.50 2.75 1145.0 755.0 200.00 44.27

M4 530.00 14.93 3.00 1130.0 790.0 168.25 34.47





3.6.7 ENSAYO DE LA RUEDA DE HAMBURGO.

Para el ensayo de rueda de Hamburgo (Wheel Track) se fabricarán muestras de 150 mm (6”)

de diámetro y con un volumen de vacíos del 7.0%.

Se trabajará con el COB obtenido en el punto 3.6.4 de 5.03% con un peso para cada muestra de

2700g.






N° ITEM un/M 1 2 3 4 5


2 % CONTENIDO DE CEMENTO ASFÁLTICO EN PESO gr 5.03 5.03 5.03 5.03 5.03

3 % CONTENIDO DE AGREGADO GRUESO EN PESO gr 46.06 46.06 46.06 46.06 46.06

4 % CONTENIDO DE AGREGADO FINO EN PESO gr 48.91 48.91 48.91 48.91 48.91

5 PESO ESPECÍFICO UNITARIO (P.U) gr./cm3 2.308 2.364 2.388 2.405 2.422

6 PESO ESPECÍFICO BULK DE MEZCLA DE


7 PESO ESPECÍFICO MAXIMO TEÓRICO DE LA

MEZCLA (Gmm) gr./cm3 2.513 2.513 2.513 2.513 2.513

8 GRADO DE COMPACTACION (R) % 91.84 94.07 95.03 95.70 96.38

9 VOLUMEN DE AIRE (a%) % 8.16 5.93 4.97 4.30 3.62







3.6.7.2 DOSIFICACIÓN Y PROPIEDADES DE LA MUESTRA.

Tabla 3-42 Dosificación para el ensayo de la Rueda de Hamburgo - MAC 5.03%

ENSAYO DE RUEDA DE HAMBURGO MEZCLA ASFÁLTICA

CONVENCIONAL PEN 60-70

N° ITEM un/M 1 2

1 PESO ESPECIMEN SECO gr 2697.5 2698.0

2 PESO ESPECIMEN SUMERGIDO EN AGUA gr 1543.5 1542.5

3 VOLUMEN DE LA BRIQUETA gr 1154 1155.50

4 PESO ESPECIFICO UNITARIO (P.U) gr./cm3 2.338 2.335


AGREGADOS (Gsb) gr./cm3 2.656 2.656

6 PESO ESPECIFICO MAXIMO TEORICO DE

LA MEZCLA (Gmm) gr./cm3 2.513 2.513

7 GRADO DE COMPACTACION (R) % 93.04 92.92

8 VOLUMEN DE AIRE (a%) % 6.96 7.08

9 VOLUMEN DE VACÍOS DE AIRE (Va) cm3 80.32 81.80

8.16

5.93

4.97

4.30

3.62

y = 0.0024x2 - 0.3977x + 20.055R² = 0.9863

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85

Vo

lum

en d

e A

ire

(%)

Número de Golpes (un)


Gráfica 3-13 Volumen de Aire vs Numero de Golpes para ensayo de la Rueda de Hamburgo- MAC 5.03%





3.6.7.3 ENSAYO DE PRUEBA DE RUEDA DE HAMBURGO WHEEL TRACK

Tabla 3-43 Número de Pases vs Deformación PEN 60-70 5.03%

ITEM NÚMERO DE

PASES

NÚMERO DE

CICLOS DEFORMACIÓN

1 0 0 0.00

2 500 250 2.00

3 1000 500 3.18

4 2000 1000 3.61

5 3000 1500 4.05

6 4000 2000 4.48

7 5000 2500 4.91

8 6000 3000 5.37

9 7000 3500 5.79

10 8000 4000 6.20

11 9000 4500 6.67

12 10000 5000 7.15

13 11000 5500 8.00

14 12000 6000 8.85

15 13000 6500 9.85

16 14000 7000 10.80

17 15000 7500 11.91

18 16000 8000 12.75

19 17000 8500 13.50

20 18000 9000 14.50

21 19000 9500 15.74

22 20000 10000 17.23





Gráfica 3-14 Ensayo Rueda de Hamburgo PEN 60-70

Tabla 3-44 Stripping en la mezcla asfáltica convencional PEN 60-70

ÍTEM STRIPPING PEN 60-70 5.03%

Primera Recta y=0.0005x+2.4378

Segunda Recta y=0.001x-2.8236

SIP Numero de pases 10522

SIP Profundidad (mm) 7.6984

y = 0.0005x + 2.4378R² = 0.9739

y = 0.001x - 2.8236R² = 0.9955

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

11.00

12.00

13.00

14.00

15.00

16.00

17.00

18.00

19.00

20.00

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000

Def

orm

ació

n (

mm

)Número de pases

PEN 60-70





Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros

Capítulo IV

4 CAPÍTULO IV: MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON POLÍMEROS.



Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros Capítulo IV

4.1 ASFALTO MODIFICADO CON SBS Y ELVALOY.

Según la premisa de que el asfalto modificado mejora las propiedades de la mezcla según el

contenido de cemento asfáltico se decidió tomar 3 puntos detrás y 3 puntos delante del porcentaje

hallado teóricamente de 4.4% de cemento asfáltico teniendo dosificaciones de 3.0%, 3.5%, 4.0%,

4.5%, 5.0%, 5.5%, 6.0% para un Cemento Asfáltico modificado con SBS y ELVALOY.

4.2 ASFALTO MODIFICADO CON SBS.

4.2.1 CONTENIDO ÓPTIMO DE ASFALTO MODIFICADO CON SBS – MÉTODO

MARSHALL.


MODIFICADO CON SBS.

Tabla 4-1 Dosificación de la Mezcla Asfáltica Modificada con SBS

%C.A. 3.00% 3.50% 4.00% 4.50% 5.00% 5.50% 6.00%

% A. G. 47.04% 46.80% 46.56% 46.32% 46.08% 45.83% 45.59%

% A.F. 49.96% 49.70% 49.44% 49.18% 48.93% 48.67% 48.41%

TOTAL % 100.00% 100.00% 100.00% 100.00% 100.00% 100.00% 100.00%

A. GRUESO (g) 564.54 561.63 558.72 555.81 552.90 549.99 547.08

A. FINO (g) 599.46 596.37 593.28 590.19 587.10 584.01 580.92

ASFALTO (g) 36.00 42.00 48.00 54.00 60.00 66.00 72.00

TOTAL (g) 1200.00 1200.00 1200.00 1200.00 1200.00 1200.00 1200.00





4.2.1.2 GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA DE LA MEZCLA ASFALTICA

MODIFICADA CON SBS.

La Gravedad Específica Máxima teórica de la mezcla asfáltica se determina siguiendo el


3 muestras de 2000g como mínimo y aplicando la ecuación N°3-5.

Donde:

➢ A = Peso de la muestra seca en el aire (g).

➢ C = Peso del recipiente lleno con agua a 25°C (g).

➢ E = Peso del recipiente lleno con agua y muestra a 25°C (g).

Tabla 4-2 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con SBS de 3.00%


% ASFALTO 3.00 3.00 3.00

A (g) 2000.00 2001.00 2002.00

C (g) 5617.00 5617.00 5617.00

E (g) 6850.00 6849.00 6850.00

Gmm (g/cm3) 2.608 2.602 2.603


Gsb (g/cm3) 2.656

𝐺𝑚𝑚 =𝐴

𝐴 + 𝐶 − 𝐸








% ASFALTO 3.50 3.50 3.50

A (g) 2002.00 2000.00 2002.00

C (g) 5617.00 5617.00 5617.00

E (g) 6843.00 6842.00 6843.00

Gmm (g/cm3) 2.580 2.581 2.580


Gsb (g/cm3) 2.656



% ASFALTO 4.00 4.00 4.00

A (g) 2001.00 2002.00 2000.00

C (g) 5617.00 5617.00 5617.00

E (g) 6835.00 6838.00 6835.00

Gmm (g/cm3) 2.556 2.563 2.558


Gsb (g/cm3) 2.656



% ASFALTO 4.50 4.50 4.50

A (g) 2004.00 2001.00 2004.00

C (g) 5617.00 5617.00 5617.00

E (g) 6832.00 6831.00 6831.00

Gmm (g/cm3) 2.540 2.543 2.537









Gsb (g/cm3) 2.656



% ASFALTO 5.00 5.00 5.00

A (g) 2004.00 2001.00 2002.00

C (g) 5617.00 5617.00 5617.00

E (g) 6824.00 6825.00 6824.00

Gmm (g/cm3) 2.514 2.523 2.518


Gsb (g/cm3) 2.656



% ASFALTO 5.50 5.50 5.50

A (g) 2001.00 2002.00 2001.00

C (g) 5617.00 5617.00 5617.00

E (g) 6818.00 6819.00 6818.00

Gmm (g/cm3) 2.501 2.503 2.501


Gsb (g/cm3) 2.656












% ASFALTO 6.00 6.00 6.00

A (g) 2001.00 2002.00 2002.00

C (g) 5617.00 5617.00 5617.00

E (g) 6811.00 6812.00 6813.00

Gmm (g/cm3) 2.480 2.481 2.484


Gsb (g/cm3) 2.656

Tabla 4-9 Gravedad Máxima Teórica para diferentes contenidos de C.A. Modificado con SBS

GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA PARA DIFERENTES

PORCENTAJES DE C.A. MODIFICADO CON SBS

% Asfalto 3.00% 3.50% 4.00% 4.50% 5.00% 5.50% 6.00%

Gmm (g/cm3) 2.604 2.581 2.559 2.542 2.518 2.502 2.481

Gsb (g/cm3) 2.656 2.656 2.656 2.656 2.656 2.656 2.656






Capítulo IV


CALIENTE



4.2.1.3 ENSAYO MARSHALL MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON SBS.

Tabla 4-10 Ensayo Marshall Mezcla Asfáltica Modificada con SBS

ENSAYO MARSHALL: MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON SBS

N° ÍTEM un/M 1 2 3 4 5 6 7

1 % Contenido De Cemento Asfáltico En Peso % 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

2 % Contenido De Agregado Grueso En Peso % 47.05 46.80 46.56 46.32 46.08 45.83 45.59

3 % Contenido De Agregado Fino En Peso % 49.96 49.70 49.44 49.18 48.93 48.67 48.41

4 Peso Específico Del Cemento Asfáltico gr./cm3 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02

5 Peso Específico Bulk De Ag. Grueso (Gsb AG) gr/cm3 2.725 2.725 2.725 2.725 2.725 2.725 2.725

6 Peso Específico Bulk De Ag. Fino (Gsb AF) gr/cm3 2.594 2.594 2.594 2.594 2.594 2.594 2.594

7 Peso Específico Bulk De Mezcla De Agregados (Gsb) gr/cm3 2.656 2.656 2.656 2.656 2.656 2.656 2.656

8 Peso Específico Máximo Teórico De La Mezcla (Gmm) gr/cm3 2.604 2.580 2.559 2.540 2.519 2.502 2.481

9 Volumen De Aire (a%) % 8.31 6.66 5.14 4.02 3.14 2.72 2.95

10 Grado De Compactación (R) % 91.69 93.35 94.86 95.98 96.87 97.28 97.05

11 Volumen De Aire En El Agregado Mineral (V.A.M) % 15.34 14.88 14.73 14.74 15.19 15.79 17.17

12 Porcentaje De Vacíos Llenos De Asfalto (V.F.A) % 45.87 55.28 65.13 72.71 79.37 82.80 82.82

13 Peso Específico Del Espécimen (P.U.) gr/cm3 2.385 2.409 2.428 2.439 2.440 2.434 2.408

14 Estabilidad Corregida (Carga) kg 1756.22 1812.37 1898.31 1941.00 1834.85 1716.74 1614.25

15 Flujo mm 3.78 3.83 3.90 4.08 4.38 5.20 6.15


Capítulo IV




8.31

6.66

5.14

4.02

3.142.72

2.95

y = 0.7336x2 - 8.4564x + 27.17R² = 0.9977

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

Vo

lum

en d

e A

ire

(a%

)

Asfalto (%)


15.34

14.8814.73 14.74

15.19

15.79

17.17y = 0.6585x2 - 5.3698x + 25.576

R² = 0.9881

14.00

15.00

16.00

17.00

18.00

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

Vo

lum

en e

n e

l Agr

egad

o M

iner

al (

%)

Asfalto


Gráfica 4-1 Volumen de aire a% mezcla Asfáltica Modificada con SBS

Gráfica 4-2 Volumen de aire en el agregado Mineral V.A.M. mezcla Asfáltica Modificada con SBS


Capítulo IV



2.385

2.409

2.428

2.439 2.440

2.434

2.408

y = -0.0188x2 + 0.1786x + 2.0161R² = 0.9836

2.370

2.380

2.390

2.400

2.410

2.420

2.430

2.440

2.450

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

Pes

o U

nit

ario

(g/

cm3

)

Asfalto (%)


1756.22

1812.37

1898.31

1941.00

1834.85

1716.74

1614.25y = -100.53x2 + 856.18x + 79.765R² = 0.9385

1500.00

1600.00

1700.00

1800.00

1900.00

2000.00

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

Esta

bili

dad

(K

g)

Asfalto (%)


Gráfica 4-4 Peso Unitario mezcla Asfáltica Modificada con SBS

Gráfica 4-3 Estabilidad en mezcla Asfáltica Modificada con SBS


Capítulo IV



4.2.1.4 DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO ÓPTIMO DE CEMENTO ASFÁLTICO

MODIFICADO CON SBS MÉTODO MARSHALL.

De los datos obtenidos en las gráficas N°4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5 mostradas anteriormente, se

calculara el contenido óptimo de Cemento Asfáltico promediando el valor máximo del Peso

Unitario (P.U.), el valor máximo de la Estabilidad (E), el valor mínimo del Volumen de Aire (a%),

al valor mínimo del Volumen en el agregado Mineral (V.A.M.) y al valor mínimo del de Flujo;

obteniendo La tabla N°4-11 Contenido Optimo de Cemento Asfáltico y la tabla N°4-12 de las

características para una mezcla Asfáltica Modificada con SBS.

Gráfica 4-5 Flujo en mezcla Asfáltica Modificada con SBS

3.78 3.83 3.904.08

4.38

5.20

6.15

y = 0.4048x2 - 2.9036x + 8.9363R² = 0.9877

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00

6.50

7.00

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

Flu

jo (

mm

)

Asfalto (%)

Flujo vs % Asfalto


Capítulo IV



Tabla 4-11 Contenido Óptimo de Asfalto mezcla Asfáltica Modificada con SBS

Tabla 4-12 Características del Contenido Óptimo de Asfalto mezcla Asfáltica Modificada con SBS


Debido al resultado obtenido de 4.50 % de Contenido Optimo de Bitumen, se omitirá

determinar la Gravedad Especifica Máxima Teórica, por lo que tomaremos el valor obtenido de la

tabla N°4-5 de Gmm: 2.540 g/cm3. La tabla N°4-12 muestra el ensayo Marshall de verificación

para una Mezcla Asfáltica Modificada con Polímero SBS.

PROPIEDAD % ASFALTO

Min. a% 5.76

Min. VAM 4.10

Max. P.U. 4.75

Max Estabilidad 4.26

Min. Flujo 3.60

PROMEDIO 4.50%

CARACTERÍSTICAS DE LA MEZCLA

ASFÁLTICA MODIFICADA CON SBS - C.A. 4.50%





Flujo (mm) 4.07








Capítulo IV


CALIENTE

Tabla 4-13 Ensayo de Verificación para un Contenido Óptimo de Asfalto para mezcla Asfáltica Modificada con SBS

ENSAYO MARSHALL DE VERIFICACIÓN: MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON SBS

N° ÍTEM n/M 1 2 PROMEDIO REQUERIMIENTOS

DE NORMA




4 PESO ESPECÍFICO DEL CEMENTO ASFÁLTICO gr./cm3 1.02 1.02 1.02



7 PESO ESPECÍFICO BULK DE MEZCLA DE AGREGADOS (Gsb) gr/cm3 2.656 2.656 2.656

8 PESO ESPECÍFICO MAXIMO TEORICO DE LA MEZCLA (Gmm) gr/cm3 2.540 2.540 2.540


10 GRADO DE COMPACTACIÓN ( R) % 95.67 96.06 95.87 95%-98%

11 VOLUMEN DE AIRE EN EL AGREGADO MINERLA (VAM) % 15.05 14.70 14.88 Min 14 CUMPLE


13 PESO ESPECIFICO DEL ESPECIMEN (P.U.) gr/cm3 2.43 2.44 2.44


15 FLUJO mm 4.05 4.25 4.15 2-5 CUMPLE




Capítulo IV



4.2.2 ENSAYO DE LA RUEDA DE HAMBURGO MEZCLA ASFÁLTICA

MODIFICADA CON POLÍMERO SBS.

Para el ensayo de rueda de Hamburgo (Wheel Track) se fabricarán muestras de 150 mm (6”)

de diámetro y con un volumen de vacíos del 7.0%.

Se trabajará con el COB obtenido en el punto anterior de 4.50% con un peso para cada muestra

de 2700g.




Tabla 4-14 Determinación del Numero de Golpes para a% 7.00% de una mezcla Asfáltica Modificada con SBS


N° ÍTEM un/M 1 2 3 4 5


2 % CONTENIDO DE CEMENTO ASFÁLTICO EN PESO gr 4.50 4.50 4.50 4.50 4.50

3 % CONTENIDO DE AGREGADO GRUESO EN PESO gr 46.32 46.32 46.32 46.32 46.32

4 % CONTENIDO DE AGREGADO FINO EN PESO gr 49.18 49.18 49.18 49.18 49.18




7 PESO ESPECIFICO MÁXIMO TEÓRICO DE LA

MEZCLA (Gmm) gr./cm3 2.540 2.540 2.540 2.540 2.540


9 VOLUMEN DE AIRE (a%) % 9.37 8.70 8.03 7.60 7.01




Capítulo IV



Según la gráfica N°4-6 se determinó gráficamente y se comprobó con la ecuación de la curva


4.2.2.2 DOSIFICACIÓN Y PROPIEDADES DE LAS MUESTRAS.

Tabla 4-15 Dosificación para el ensayo de la Rueda de Hamburgo - SBS

ENSAYO DE RUEDA DE HAMBURGO MEZCLA ASFALTICA

MODIFICADA CON SBS 4.50%

N° ITEM un/M 1 2

1 PESO ESPECIMEN SECO gr 2695.50 2696.00

2 PESO ESPECIMEN SUMERGIDO EN AGUA gr 1555.50 1555.00

3 VOLUMEN DE LA BRIQUETA gr 1140.00 1141.00

4 PESO ESPECIFICO UNITARIO (P.U) gr./cm3 2.364 2.363


AGREGADOS (Gsb) gr./cm3 2.656 2.656

6 PESO ESPECÍFICO MÁXIMO TEÓRICO DE

LA MEZCLA (Gmm) gr./cm3 2.540 2.540

7 GRADO DE COMPACTACIÓN (R) % 93.07 93.03

8 VOLUMEN DE AIRE (a%) % 6.93 6.97

9 VOLUMEN DE VACÍOS DE AIRE (Va) cm3 79.00 79.52


9.84

8.62

8.03

7.52

6.50

y = 0.0003x2 - 0.1189x + 13.936R² = 0.979

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

Vo

lum

en d

e A

ire

(%)


Volumen de Aire vs Número de Golpes

Gráfica 4-6 Volumen de aire vs número de golpes para ensayo de la Rueda de Hamburgo - SBS


Capítulo IV



4.2.2.3 ENSAYO DE PRUEBA DE RUEDA DE HAMBURGO WHEEL TRACK

Tabla 4-16 Número de Pases vs Deformación mezcla asfáltica modificada con SBS

ÍTEM NÚMERO DE

PASES

NÚMERO DE

CICLOS

DEFORMACIÓN

AL 4.5 %

DEFORM ACIÓN

AL 5.00 %

1 0 0 0.00 0.00

2 500 250 1.00 0.47

3 1000 500 2.50 0.94

4 2000 1000 3.57 1.87

5 3000 1500 4.20 1.97

6 4000 2000 4.40 2.06

7 5000 2500 4.50 2.11

8 6000 3000 4.60 2.16

9 7000 3500 4.80 2.25

10 8000 4000 5.00 2.34

11 9000 4500 5.10 2.39

12 10000 5000 5.32 2.44

13 11000 5500 5.56 2.63

14 12000 6000 5.77 2.81

15 13000 6500 6.10 2.91

16 14000 7000 6.25 3.00

17 15000 7500 6.50 3.05

18 16000 8000 6.65 3.09

19 17000 8500 6.80 3.19

20 18000 9000 7.21 3.28

21 19000 9500 7.52 3.42

22 20000 10000 7.72 3.74




Capítulo IV



Gráfica 4-7Ensayo Rueda de Hamburgo mezcla asfáltica modificada con SBS

Tabla 4-17 Stripping en mezcla asfáltica modificada con SBS

ÍTEM STRIPPING SBS AL 4.5 % STRIPPING SBS AL 5.0 %

Primera Recta y=0.0002x+3.4782 y=0.00009x+1.6617

Segunda Recta y=0.0002x+2.9164 y=0.0001x+1.5762

SIP Numero de

pases NP NP

SIP Profundidad

(mm) NP NP

y = 0.0002x + 3.4782R² = 0.9636

y = 0.0002x + 2.9164R² = 0.9858

y = 9E-05x + 1.6617R² = 0.9649

y = 1E-04x + 1.5762R² = 0.9135

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

11.00

12.00

13.00

14.00

15.00

16.00

17.00

18.00

19.00

20.00

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000

Def

orm

ació

n (

mm

)

Número de Pases

SBS 4.50% SBS 5.00% Segunda Recta




Capítulo IV



4.3 ASLFALTO MODIFICADO CON ELVALOY.

4.3.1 CONTENIDO ÓPTIMO DE ASFALTO MODIFICADO CON ELVALOY –

MÉTODO MARSHALL.


MODIFICADO CON ELVALOY.

Tabla 4-18 Dosificación de la Mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY

4.3.1.2 GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA DE LA MEZCLA ASFÁLTICA

MODIFICADA CON ELVALOY.

La Gravedad Específica Máxima teórica de la mezcla asfáltica se determina siguiendo el


3 muestras de 2000g como mínimo y aplicando la ecuación N°4-1 y el mismo procedimiento.

%C.A. 3.00% 3.50% 4.00% 4.50% 5.00% 5.50% 6.00%

% A. G. 47.04% 46.80% 46.56% 46.32% 46.08% 45.83% 45.59%

% A.F. 49.96% 49.70% 49.44% 49.18% 48.93% 48.67% 48.41%

TOTAL % 100.00% 100.00% 100.00% 100.00% 100.00% 100.00% 100.00%

A. GRUESO (g) 564.54 561.63 558.72 555.81 552.90 549.99 547.08

A. FINO (g) 599.46 596.37 593.28 590.19 587.10 584.01 580.92

ASFALTO (g) 36.00 42.00 48.00 54.00 60.00 66.00 72.00

TOTAL (g) 1200.00 1200.00 1200.00 1200.00 1200.00 1200.00 1200.00

𝐺𝑚𝑚 =𝐴

𝐴 + 𝐶 − 𝐸




Capítulo IV



Tabla 4-19 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con ELVALOY de 3.00%


% ASFALTO 3.00 3.00 3.00

A (g) 2001.00 2002.00 2002.00

C (g) 5617.00 5617.00 5617.00

E (g) 6848.00 6849.00 6850.00

Gmm (g/cm3) 2.599 2.600 2.603


Gsb (g/cm3) 2.656



% ASFALTO 3.50 3.50 3.50

A (g) 2000.00 2000.00 2002.00

C (g) 5617.00 5617.00 5617.00

E (g) 6842.00 6842.00 6843.00

Gmm (g/cm3) 2.581 2.581 2.580


Gsb (g/cm3) 2.656



% ASFALTO 4.00 4.00 4.00

A (g) 2001.00 2002.00 2004.00

C (g) 5617.00 5617.00 5617.00

E (g) 6835.00 6837.00 6836.00

Gmm (g/cm3) 2.556 2.560 2.553






Capítulo IV




Gsb (g/cm3) 2.656



% ASFALTO 4.50 4.50 4.50

A (g) 2004.00 2002.00 2004.00

C (g) 5617.00 5617.00 5617.00

E (g) 6832.00 6832.00 6833.00

Gmm (g/cm3) 2.540 2.544 2.543


Gsb (g/cm3) 2.656



% ASFALTO 5.00 5.00 5.00

A (g) 2004.00 2001.00 2002.00

C (g) 5617.00 5617.00 5617.00

E (g) 6824.00 6824.00 6824.00

Gmm (g/cm3) 2.514 2.520 2.518


Gsb (g/cm3) 2.656








Capítulo IV





% ASFALTO 5.50 5.50 5.50

A (g) 2003.00 2002.00 2001.00

C (g) 5617.00 5617.00 5617.00

E (g) 6819.00 6819.00 6818.00

Gmm (g/cm3) 2.501 2.503 2.501


Gsb (g/cm3) 2.656



% ASFALTO 6.00 6.00 6.00

A (g) 2001.00 2002.00 2004.00

C (g) 5617.00 5617.00 5617.00

E (g) 6811.00 6812.00 6814.00

Gmm (g/cm3) 2.480 2.481 2.483


Gsb (g/cm3) 2.656

Tabla 4-26 Gravedad Máxima Teórica para diferentes contenidos de C.A. Modificado con ELVALOY

GRAVEDAD ESPECIFICA MÁXIMA TEÓRICA PARA DIFERENTES

PORCENTAJES DE C.A. MODIFICADO CON ELVALOY

% Asfalto 3.00% 3.50% 4.00% 4.50% 5.00% 5.50% 6.00%

Gmm (g/cm3) 2.601 2.580 2.556 2.542 2.518 2.501 2.481

Gsb (g/cm3) 2.656 2.656 2.656 2.656 2.656 2.656 2.656








Capítulo IV


CALIENTE

4.3.1.3 ENSAYO MARSHALL MEZCLA ASFALTICA MODIFICADA CON ELVALOY.

Tabla 4-27 Ensayo Marshall Mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY

ENSAYO MARSHALL: MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON ELVALOY

N° ÍTEM un/M 1 2 3 4 5 6 7

1 % Contenido De Cemento Asfáltico En Peso % 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

2 % Contenido De Agregado Grueso En Peso % 47.05 46.80 46.56 46.32 46.08 45.83 45.59

3 % Contenido De Agregado Fino En Peso % 49.96 49.70 49.44 49.18 48.93 48.67 48.41

4 Peso Específico Del Cemento Asfáltico gr./cm3 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02

5 Peso Específico Bulk De Ag. Grueso (Gsb AG) gr/cm3 2.725 2.725 2.725 2.725 2.725 2.725 2.725

6 Peso Específico Bulk De Ag. Fino (Gsb AF) gr/cm3 2.594 2.594 2.594 2.594 2.594 2.594 2.594

7 Peso Específico Bulk De Mezcla De Agregados (Gsb Mez) gr/cm3 2.656 2.656 2.656 2.656 2.656 2.656 2.656

8 Peso Específico Máximo Teórico De La Mezcla (Gmm) gr/cm3 2.601 2.581 2.559 2.541 2.519 2.502 2.481

9 Volumen De Aire (a%) % 7.52 6.21 5.04 3.97 3.36 3.30 3.25

10 Grado De Compactación (R) % 92.49 93.79 94.96 96.03 96.64 96.70 96.75

11 Volumen De Aire En El Agregado Mineral (V.A.M) % 14.60 14.47 14.64 14.70 15.38 16.30 17.43

12 Porcentaje De Vacíos Llenos De Asfalto (V.F.A) % 48.52 57.10 65.55 72.98 78.15 79.75 81.34

13 Peso Específico Del Espécimen (P.U.) gr/cm3 2.406 2.421 2.430 2.440 2.434 2.420 2.400

14 Estabilidad Corregida (Carga) kg 1612.04 1667.35 1764.46 1838.19 1818.15 1730.18 1591.89

15 Flujo mm 3.75 3.68 3.65 3.93 4.70 5.63 6.25




Capítulo IV




7.52

6.21

5.04

3.97

3.36 3.30 3.25

y = 0.6063x2 - 6.9059x + 22.857R² = 0.9966

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

Vo

lum

en d

e A

ire

(a%

)

Asfalto (%)


14.6014.47

14.64 14.70

15.38

16.30

17.43y = 0.5373x2 - 3.9152x + 21.56

R² = 0.9946

14.00

15.00

16.00

17.00

18.00

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

Vo

lum

en d

e A

ire

en e

l agr

egad

o M

iner

al (

%)

Asfalto (%)


Gráfica 4-8 Volumen de aire a% mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY

Gráfica 4-9 Volumen de aire en el agregado Mineral V.A.M. mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY


Capítulo IV



Gráfica 4-10 Peso Unitario mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY

2.406

2.421

2.430

2.440

2.434

2.420

2.400y = -0.0154x2 + 0.1379x + 2.129R² = 0.9748

2.390

2.400

2.410

2.420

2.430

2.440

2.450

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

Pes

o U

nit

ario

(g/

cm3

)

Asfalto (%)


1612.04

1667.35

1764.46

1838.191818.15

1730.18

1591.89y = -99.091x2 + 900.31x - 228.26

R² = 0.9217

1500.00

1600.00

1700.00

1800.00

1900.00

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

Esta

bili

dad

(K

g)

Asfalto


Gráfica 4-11 Estabilidad en mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY


Capítulo IV



4.3.1.4 DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO ÓPTIMO DE CEMENTO ASFÁLTICO

MODIFICADO CON ELVALOY MÉTODO MARSHALL.

De los datos obtenidos en las gráficas N° 4-8, 4-9, 4-10, 4-11, 4-12 mostradas anteriormente,

se calculará el contenido óptimo de Cemento Asfáltico siguiendo el mismo procedimiento

detallado en el punto 4.4.1.4, obteniendo La tabla N° 4-25 Contenido Optimo de Cemento

Asfáltico y la tabla N° 4-26 de las características para una mezcla A. Modificada con ELVALOY.

Tabla 4-28 Contenido Óptimo de Asfalto mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY

PROPIEDAD % ASFALTO

Min. a% 5.66

Min. VAM 3.65

Max. P.U. 4.50

Max Estabilidad 4.60

Min. Flujo 3.50

PROMEDIO 4.40%



3.75 3.68 3.653.93

4.70

5.63

6.25y = 0.4405x2 - 3.075x + 8.9881R² = 0.9836

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00

6.50

7.00

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

Flu

jo (

mm

)

Asfalto (%)

Flujo vs % Asfalto

Gráfica 4-12 Flujo en mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY


Capítulo IV



Tabla 4-29 Características del Contenido Óptimo de Asfalto mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY


Se muestra en las tabla N° 4-28 de Gravedad Especifica Máxima Teórica para un contenido de

asfalto de 4.40 % determinado anteriormente y la tabla N° 4-29 donde se muestra el ensayo

Marshall de verificación.



% ASFALTO 4.40 4.40 4.40

A (g) 2001.00 2001.00 2000.00

C (g) 5617.00 5617.00 5617.00

E (g) 6829.00 6830.00 6829.00

Gmm (g/cm3) 2.536 2.539 2.538


Gsb (g/cm3) 2.656

CARACTERÍSTICAS DE LA MEZCLA ASFÁLTICA

MODIFICADA CON ELVALOY - C.A. 4.40%





Flujo (mm) 3.98








Capítulo IV


CALIENTE

Tabla 4-31 Ensayo de Verificación para un Contenido Óptimo de Asfalto para mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY

ENSAYO MARSHALL DE VERIFICACIÓN: MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON ELVALOY

N° ITEM n/M 1 2 PROMEDIO REQUERIMIENTOS

DE NORMA




4 PESO ESPECIFICO DEL CEMENTO ASFÁLTICO gr./cm3 1.02 1.02 1.02



7 PESO ESPECÍFICO BULK DE MEZCLA DE AGREGADOS (Gsb) gr/cm3 2.656 2.656 2.656

8 PESO ESPECÍFICO MÁXIMO TEORICO DE LA MEZCLA (Gmm) gr/cm3 2.538 2.5380 2.538


10 GRADO DE COMPACTACION ( R) % 95.82 95.63 95.73 95%-98%

11 VOLUMEN DE AIRE EN EL AGREGADO MINERLA (VAM) % 14.90 15.07 14.99 Min 14 CUMPLE


13 PESO ESPECIFICO DEL ESPECIMEN (P.U.) gr/cm3 2.43 2.43 2.43


15 FLUJO mm 3.75 3.80 3.78 2-5 CUMPLE




Capítulo IV


CALIENTE

4.4 COMPARACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES ENTRE LA MEZCLA ASFÁLTCA

CONVENCIONAL Y LA MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON POLÍMEROS.

Tabla 4-32 Tabla Comparativa entre las Características y Propiedades de un Mezcla Convencional vs Modificada

N° ÍTEM un PEN 60-70 SBS ELVALOY NORMA

1 Contenido Óptimo De Cemento Asfáltico % 5.03 4.50 4.40

2 Contenido de Agregado Grueso % 46.06 46.32 46.37

3 Contenido de Agregado Fino % 48.91 49.18 49.23

4 Gravedad Específica Máxima Teórica (Gmm) g/cm3 2.513 2.540 2.538

5 Grado de Compactación (R) % 96.12 95.87 95.73 95%-98% CUMPLE

6 Volumen de Aire (a%) % 3.88 4.13 4.28 3-5 CUMPLE

7 Volumen de Aire en el Agregado Mineral (V.A.M) % 16.04 14.88 14.99 Min 14 CUMPLE

8 Porcentaje de Vacíos llenos de Asfalto (V.F.A) % 75.80 72.21 71.47

9 Peso Específico (P.U) g/cm3 2.42 2.44 2.43

10 Estabilidad / Carga Kg 1648.25 1870.00 1788.25 Min 831 CUMPLE

11 Flujo mm 4.15 4.07 3.78 2-5 CUMPLE





Ensayos de Tracción

Capítulo V

5 CAPÍTULO V: ENSAYOS DE TRACCIÓN EN MEZCLAS ASFÁLTICAS

MODIFICADAS CON POLÍMEROS.




Capítulo V

5.1 IMPORTANCIA DE LOS ENSAYOS DE TRACCIÓN EN MEZCLAS ASFÁLTICAS

MODIFICADAS.

Los pavimentos no fallan repentinamente, sino que fallan de forma gradual y progresiva, estas

manifestaciones de daño o falla son consecuencia no solo por las cargas (tránsito) sino también

por agentes climáticos. Por eso es importante conocer los parámetros que caracterizan a las

mezclas asfálticas y determinar que ocasionó la falla además de conocer que ensayos se deben

realizar para interpretar los datos y/o resultados.

Los ensayos de tracción son muy importantes en la ingeniería de pavimentos debido a que

permite determinar las propiedades de resistencia, deformabilidad, fisuración, tenacidad, rigidez y

los efectos de la humedad en las mezclas asfálticas ya sean convencionales o modificadas con

polímeros y así obtener los parámetros necesarios para un diseño adecuado según las solicitaciones

y características del proyecto.

5.1.1 ENSAYO DE TRACCIÓN DIRECTA.

Para las mezclas asfálticas existen diversos ensayos como el Ensayo Barcelona de Tracción

Directa (BTD), Disco Compacto a Tracción (DCT), Viga Semicircular Simplemente Apoyada

(SCB), entre otros; puesto que no existe un ensayo estandarizado a tracción directa, en esta

investigación realizaremos el ensayo SCB debido a su confiable y sencilla ejecución.

Los ensayos se pueden realizar en modo estático o dinámico, el modo estático sirve para

caracterizar las mezclas por su tenacidad mientras que el modo dinámico sirve para estudiar el

comportamiento a fatiga de la mezcla asfáltica. No obstante, en un estudio realizado por Félix

Pérez Jiménez, se halló una correlación entre el modo estático y el modo dinámico, lo que significa

que bastaría con realizar el ensayo estático para conocer el comportamiento a fatiga de la mezcla

durante su vida en servicio. (Garrote Villar, 2006)




Capítulo V

5.1.1.1 ENSAYO DE VIGA SEMICIRCULAR SIMPLEMENTE APOYADA (SCB).

El ensayo SCB permite conocer la Carga Máxima (Fmax) y el Desplazamiento de carga máxima

(Δ Fmax) que podrá resistir una mezcla asfáltica antes de llegar a la rotura, que posteriormente nos

mostraran el comportamiento frente a la fatiga y frente a la fractura como el índice de rigidez a la

tracción (IRT), índice de tenacidad (IT), energía elástica (W Fmax), energía de fluencia (Ws) y

energía total (Wd).

Se fabrican muestras cilíndricas con las mismas características del ensayo Marshall para luego

cortarlas a la mitad, se hace una entalladura de 3mm aproximadamente en la mitad de la muestra

con la finalidad de inducir un plano de falla, ilustración N°5-1 de la muestra y dispositivo SCB y

la ilustración N°5-2 del esquema del ensayo SBC. (Camacho Tauta, Paredes Chérrez, & Reyes

Ortiz, 2013; Camacho Tauta, Paredes Chérrez, & Reyes Ortiz, 2013)

Ilustración 5-2 Muestra y Dispositivo SCB

Fuente: Comportamiento de mezclas asfálticas densas

a partir del ensayo SCB

Fuente: Comportamiento de mezclas asfálticas densas a partir del ensayo SCB

Ilustración 5-1 Esquema de ensayo SCB





Capítulo V

El resultado del ensayo es establecer la curva Carga-Desplazamiento de la cual se distinguen

tres áreas de comportamiento o criterios de falla; el primero corresponde al desplazamiento de la

carga máxima (Δ Fmax) que se produce cuando la fuerza alcanza su valor máximo; el segundo

corresponde al desplazamiento de la carga máxima reducida a la mitad (Δ 0.5*Fmax) en la curva

post pico; y el tercero corresponde al desplazamiento total (Δmax) cuando la fuerza a tracción se

reduce a cero. Detallado en la ilustración N°5-3. (Camacho Tauta, Paredes Chérrez, & Reyes Ortiz,

2013)

Del ensayo SCB se obtienen los siguientes parámetros: (Camacho Tauta, Paredes Chérrez, &

Reyes Ortiz, 2013)

5.1.1.1.1 CARGA MÁXIMA (FMAX).

Carga máxima registrada en el ensayo Fmax [Kg].

Ilustración 5-3 Curva Carga - Deformación SCB





Capítulo V

5.1.1.1.2 ESFUERZO MAXIMO DE TRACCIÓN (Ϭ MAX).

Esfuerzo máximo que indica la resistencia a tracción de la mezcla asfáltica [Kg/cm2]. Se

muestra la ecuación N°5-1.

5.1.1.1.3 DESPLAZAMIENTO A CARGA MAXIMA (Δ FMAX).

Desplazamiento registrado desde el inicio hasta que alcanza la carga máxima [mm].

5.1.1.1.4 DESPLAZAMIENTO AL 50% DE FMAX PRE-PICO (ΔM).

Desplazamiento correspondiente a la mitad de la carga máxima antes del pico.

5.1.1.1.5 DESPLAZAMIENTO AL 50% DE FMAX POST-PICO (ΔMDP).

Desplazamiento correspondiente a la mitad de la carga máxima después del pico. Indica la

capacidad que tiene la mezcla de admitir desplazamientos.

5.1.1.1.6 ENERGÍA TOTAL (WD).

Trabajo realizado en el proceso de fisuración [Kg-mm]. Se determina con el área bajo la curva.

5.1.1.1.7 ENERGÍA ELASTICA (W FMAX).

Trabajo realizado hasta la carga máxima [Kg-mm]. Se determina con el área bajo la curva hasta

la carga máxima.

5.1.1.1.8 ENERGÍA DE FLUENCIA (WS).

Trabajo realizado en la zona de ablandamiento, área post pico [Kg-mm]. Se determina con el

área bajo la curva desde la carga máxima hasta la rotura total.

𝜎𝑇 =𝐹 ∗ 𝐷 ∗ 𝑐

4 ∗ 𝐼𝑥

Ecuación 5-1 Esfuerzo a Tracción - SCB




Capítulo V

5.1.1.1.9 ÍNDICE DE RIGIDEZ A LA TRACCIÓN (IRT).

Muestra una pseudo-rigidez de la mezcla asfáltica, midiendo que tan flexible o rígida es la

mezcla evaluada [Kg/mm]. Se muestra la ecuación N° 5-2.

5.1.1.1.10 ÍNDICE DE TENACIDAD (IT).

Se define como la energía disipada en el proceso de ablandamiento. Tiene por objetivo evaluar

la tenacidad de la mezcla asfáltica que es la capacidad de mantener unidos sus componentes una

vez que ha alcanzado su resistencia máxima. A medida que este parámetro aumenta, la mezcla es

más tenaz, del mismo modo si este parámetro disminuye la mezcla tiene un comportamiento más

frágil. Según la ASTM D8044 se recomiendan valores entre 50-60 Kg-m/m2. Se muestra la

ecuación N° 5-3 [Kg-m/m2]

5.1.2 ENSAYO DE TRACCIÓN INDIRECTA.

El ensayo de tracción indirecta representa el estado de tensiones en la fibra inferior de la carpeta

asfáltica o comúnmente llamada zona de tracción, esta modalidad evalúa el daño ocasionado por

tensiones de tracción y también puede utilizarse para evaluar el desempeño a la humedad de las

mezclas asfálticas. (Moreno Rubio, 2005)

𝐼𝑅𝑇 =

12

∗ 𝐹𝑀𝐴𝑋

∆𝑚

𝐼𝑇 =𝑊𝐷 − 𝑊𝐹 𝑚𝑎𝑥

ℎ ∗ 𝑙∗ (∆𝑚𝑑𝑝 − ∆𝐹𝑚𝑎𝑥)

Ecuación 5-2 Índice de Rigidez a la Tracción

Ecuación 5-3 Índice de Tenacidad




Capítulo V

El método de tracción indirecta consiste en someter una probeta cilíndrica con las mismas

características del ensayo Marshall a una carga de compresión diametral que provoca un esfuerzo

de tracción relativamente uniforme en todo el diámetro del plano de carga vertical. (Ilustración

N°5-4.) (Garrote Villar, 2006)

Thomas W. Kennedy y W. Ronald Hudson desarrollaron las tensiones teóricas a lo largo de

los ejes horizontales y verticales para una carga concentrada.

Según estas condiciones de carga (Ilustración N°5-4), la briqueta fallaría alrededor de los puntos

de carga debido a tensiones de compresión y no en la porción central de las muestras debido a

tensiones de tracción, sin embargo, estos esfuerzos de compresión se reducen considerablemente

distribuyendo la carga a lo largo de una placa de carga que no solo reduce las tensiones de

compresión vertical, sino que cambia las tensiones horizontales a lo largo del diámetro vertical, de

tracción a compresión cerca de los puntos de aplicación. (Moreno Rubio, 2005)

Ilustración 5-4 Esquema Ensayo TSR

Fuente: Capitulo 3, Ensayo de Tracción Indirecta - Padilla




Capítulo V

La ecuación N°5-4 es la resistencia a tracción de la mezcla asfáltica.

Ecuación 5-4 Esfuerzo de Tracción - TSR

𝑆𝑇 =2 ∗ 𝑃𝑀𝐴𝑋

𝜋 ∗ 𝑡 ∗ 𝐷

5.1.2.1 ENSAYO TSR MÉTODO DE LOTTMAN.

Lottman propone en su método evaluar el efecto de la humedad mediante ensayos de tracción

sobre probetas sometidas a distintas condiciones ambientales, simulando la situación en servicio

del pavimento.

Para ello se fabrican muestras con las mismas características para el ensayo Marshall que luego

serán acondicionadas, un grupo en seco y otro grupo para ensayar saturando las muestras al vacío

y el último saturando las muestras al vacío seguido de un ciclo de congelación. La relación que

existe entre las muestras saturadas al vacío y las secas simula el efecto de la humedad, de la misma

forma las acondicionadas con un ciclo de congelamiento. (Moreno Rubio, 2005)

Ilustración 5-5 Condiciones de Carga y Distribución de Esfuerzos en la Briqueta

Fuente: Capitulo 3, Ensayo de Tracción Indirecta - Padilla




Capítulo V

Entonces Lottman plantea que conociendo los cocientes antes mencionados se podría estimar

la perdida de vida de fatiga del pavimento a través de la relación de estos cocientes y los de

deformación por fatiga.

5.2 ENSAYOS DE TRACCIÓN INDIRECTA.

Para determinar el desempeño a la humedad de las mezclas asfálticas modificadas con

polímeros SBS y ELVALOY se utilizó COB determinado en el capítulo IV y un porcentaje mayor

al óptimo para comparar los resultados.

5.2.1 ENSAYO DE TRACCIÓN INDIRECTA EN MEZCLA ASFÁLTICA

MODIFICADA CON POLÍMERO SBS.



diferentes números de golpes que se muestran a continuación en la tabla N°5-1.


N° ÍTEM un/M 1 2 3 4 5





4 PESO ESPECÍFICO MÁXIMO TEÓRICO DE LA

MEZCLA (Gmm) gr./cm3 2.540 2.540 2.540 2.540 2.540

5 GRADO DE COMPACTACION (R) % 90.31 91.73 93.43 93.62 94.65

6 VOLUMEN DE AIRE (a%) % 9.69 8.27 6.57 6.38 5.35

Tabla 5-1 Determinación del número de golpes para a% 7.00% de una mezcla Asfáltica Modificada con SBS – 4.50%





Capítulo V

Según la gráfica N°5-1 se determinó gráficamente y se comprobó con la ecuación de la curva


5.2.1.2 ENSAYO TSR MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON SBS C.A. 4.50%.

En la tabla N°5-2 se detalla el ensayo TSR para una mezcla asfáltica modificada con SBS

utilizando el contenido óptimo determinado en el capítulo 4 (tabla N°4-11).

Tabla 5-2 Ensayo TSR para una mezcla Asfáltica Modificada con SBS 4.50%

ENSAYO TRACCIÓN INDIRECTA TSR - 4.50% - SBS

DESCRIPCIÓN MUESTRA SECA MUESTRA

HUMEDA

MUESTRA

CONGELADA




3 Peso Seco g 1204.50 1198.50 1195.50 1195.00 1199.00 1193.50


5 Volumen cm3 508.50 508.00 506.00 506.00 506.50 506.00

9.69

8.27

6.576.38

5.35

y = 0.0016x2 - 0.2366x + 13.77R² = 0.9766

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

10 20 30 40 50 60 70

Vo

lum

en d

e A

ire

(%)



Gráfica 5-1 Volumen de aire vs número de golpes para ensayo TSR - SBS




Capítulo V



8 Máxima Densidad Teórica

(Gmm) g/cm3 2.54 2.54 2.54 2.54 2.54 2.54






DESEMPEÑO POR HUMEDAD DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON SBS

1 Carga Máxima Kgf 1051.7 1044.2 840.1 999.0 898.8 919.4






(TSR) % 87.68 87.32

5.2.2 ENSAYO TSR MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON SBS C.A. 5.00%.

Se decidió determinar el desempeño por humedad de la mezcla asfáltica modificada con SBS

para un Contenido de Asfalto mayor al Óptimo para comparar los resultados.

En la tabla N°5-3 y la gráfica N°5-2 se muestra el número de golpes necesarios para obtener el

7.0% de vacíos.





Capítulo V


Tabla 5-3 Determinación del número de golpes para a% 7.00% de una mezcla Asfáltica Modificada con SBS - 5.00%


N° ÍTEM un/M 1 2 3 4 5





4 PESO ESPECÍFICO MAXIMO TEORICO DE LA

MEZCLA (Gmm) gr./cm3 2.519 2.519 2.519 2.519 2.519


6 VOLUMEN DE AIRE (a%) % 8.22 6.71 6.07 5.32 4.57



8.22

6.71

6.07

5.32

4.57y = 0.001x2 - 0.1675x + 11.064

R² = 0.9881

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10 20 30 40 50 60 70

Vo

lum

en d

e A

ire

SBS

(%)




Gráfica 5-2 Volumen de aire vs número de golpes para ensayo TSR - SBS 5.00%




Capítulo V

5.2.2.2 ENSAYO TSR MEZCLA ASFALTICA MODIFICADA CON SBS C.A. 5.00%.

En la tabla N°5-4 se detalla el ensayo TSR para una mezcla A. Modificada con SBS – 5.00%.

Tabla 5-4 Ensayo TSR para una mezcla Asfáltica Modificada con SBS 5.00%

ENSAYO TRACCIÓN INDIRECTA TSR - 5.00% - SBS


HUMEDA

MUESTRA

CONGELADA

N° ÍTEM un M1 M2 M4 M5 M3 M6



3 Peso Seco g 1202.00 1201.00 1199.00 1200.50 1199.50 1199.00


5 Volumen cm3 514.00 514.00 514.00 515.00 514.50 513.50




(Gmm) g/cm3 2.519 2.519 2.519 2.519 2.519 2.519






DESEMPEÑO POR HUMEDAD DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON SBS

1 Carga Máxima Kgf 1056.72 915.63 902.21 912.42 885.40 894.83






(TSR) % 91.96 89.00





Capítulo V

5.2.3 ENSAYO DE TRACCIÓN INDIRECTA EN MEZCLA ASFÁLTICA

MODIFICADA CON POLÍMERO ELVALOY.



diferentes números de golpes que se muestran a continuación en la tabla N°5-5.

Tabla 5-5 Determinación del número de golpes para a% 7.00% de una mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY – 4.40%


N° ÍTEM un/M 1 2 3 4 5






MEZCLA (Gmm) gr./cm3 2.538 2.538 2.538 2.538 2.538


6 VOLUMEN DE AIRE (a%) % 9.46 7.88 6.26 5.52 4.57

Según la gráfica N°5-3 se determinó que se necesitan 36 golpes para obtener 7.00% de aire.

9.46

7.88

6.26

5.52

4.57

y = 0.0015x2 - 0.2437x + 13.734R² = 0.996

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

10 20 30 40 50 60 70

Vo

lum

en d

e A

ire

Elva

loy

(%)

Número de Golpes




Gráfica 5-3 Volumen de aire vs número de golpes para ensayo TSR - ELVALOY 4.40%




Capítulo V

5.2.3.2 ENSAYO TSR MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON ELVALOY C.A. 4.40%.

En la tabla N°5-6 se detalla el ensayo TSR para una mezcla asfáltica modificada con SBS

utilizando el contenido óptimo determinado en el capítulo 4 (tabla N°4-26).

Tabla 5-6 Ensayo TSR para una mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY 4.40%

ENSAYO TRACCIÓN INDIRECTA TSR - 4.40% - ELVALOY


HUMEDA

MUESTRA

CONGELADA




3 Peso Seco g 1200.50 1201.00 1199.00 1201.00 1195.50 1199.00


5 Volumen cm3 508.50 509.00 508.00 509.00 505.50 508.00




(Gmm) g/cm3 2.538 2.538 2.530 2.538 2.538 2.538


10 Volumen de Vacíos de Aire

(Va) cm3 35.49 35.79 34.09 35.79 34.46 35.58


12 Volumen Absorbido de Agua

(J') cm3 0.00 0.00 26.40 27.90 26.40 28.20


DESEMPEÑO POR HUMEDAD DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON

ELVALOY

1 Carga Máxima Kgf 777.5 756.0 760.1 594.2 664.2 623.6






(TSR) % 87.17 80.35






Capítulo V

5.2.4 ENSAYO TSR MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON ELVALOY C.A.

5.00%.

Se decidió determinar el desempeño por humedad de la mezcla asfáltica modificada con SBS

para un Contenido de Asfalto mayor al Óptimo para comparar los resultados.

En la tabla N°5-7 y la gráfica N°5-4 se muestra el número de golpes necesarios.


Tabla 5-7 Determinación del número de golpes para a% 7.00% de una mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY – 5.00%


N° ITEM un/M 1 2 3 4 5






MEZCLA (Gmm) gr./cm3 2.518 2.518 2.518 2.518 2.518


6 VOLUMEN DE AIRE (a%) % 8.74 7.43 5.52 5.08 3.81

Según la gráfica N° 5-4 se determinó que se necesitan 32 golpes para obtener 7.00% de aire.

8.74

7.43

5.525.08

3.81

y = 0.0011x2 - 0.2107x + 12.55R² = 0.9819

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

10 20 30 40 50 60 70

Vo

lum

en d

e A

ire

Elva

loy

(%)





Gráfica 5-4 Volumen de aire vs número de Golpes para ensayo TSR - ELVALOY 5.00%




Capítulo V

5.2.4.2 ENSAYO TSR MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON ELVALOY C.A. 5.00%.

En la tabla N°5-8 se detalla el ensayo TSR para una mezcla A. Modificada con ELVALOY –

5.00%.

Tabla 5-8 Ensayo TSR para una mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY 5.00%

ENSAYO TRACCIÓN INDIRECTA TSR - 5.00% - ELVALOY


HUMEDA

MUESTRA

CONGELADA

N° ÍTEM un M1 M4 M2 M5 M3 M6



3 Peso Seco g 1200.50 1199.00 1195.50 1199.00 1201.00 1200.00


5 Volumen cm3 513.50 512.50 512.50 512.00 514.00 512.50

6 Peso Unitario briqueta g/cm3 2.338 2.340 2.333 2.342 2.337 2.341

7 Peso Específico Bulk g/cm3 2.66 2.66 2.66 2.66 2.66 2.66

8 Máxima Densidad Teórica g/cm3 2.518 2.518 2.518 2.518 2.518 2.518






DESEMPEÑO POR HUMEDAD DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON ELVALOY

1 Carga Máxima Kgf 760.6 880.20 899.10 667.50 705.10 712.50

2 Carga Máxima en Newtons N 7461.5 8634.8 8820.2 6548.2 6917.0 6989.6


4 Esfuerzo a la Tensión (St) Kpa 765.93 865.53 823.38 640.45 670.30 673.4

5 Esfuerzo a la Tensión Promedio Kpa 815.73 731.91 671.86

6 Ratio de Resistencia a la Tracción

TSR % 89.73 82.36






Capítulo V

5.3 ENSAYOS DE TRACCIÓN DIRECTA.

Para determinar la tenacidad de las mezclas asfálticas modificadas con polímeros SBS y

ELVALOY se utilizó COB determinado en el capítulo 4 (tabla 4-11, tabla 4-26) y un porcentaje

mayor al óptimo para comparar los resultados.

5.3.1 ENSAYO DE TRACCIÓN DIRECTA EN MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA

CON POLÍMERO SBS C.A. 4.50%.

Se ensayaron cuatro muestras con las propiedades que se muestran en la tabla N°5-9 de las

medidas, propiedades y la tabla N°5-10 que nos detallan la Carga Máxima, la Deformación de

Carga Máxima y la Deformación total o de rotura para dibujar la gráfica N°5-5 Carga vs

Deformación.

Tabla 5-9 Medidas y Propiedades - Ensayo SCB


M1 10.20 6.15 2.935 265.67

M2 10.20 6.15 2.935 265.67

M3 10.10 6.20 2.907 255.40

M4 10.10 6.20 2.907 255.40

Tabla 5-10 Características - Ensayo SCB


M1 375 1.60 3.40

M2 372 1.40 3.20

M3 350 1.50 3.50

M4 355 1.70 3.55








Capítulo V


Polímeros SBS, descritas en las tablas N° 5-11 y N° 5-12 que nos muestra la tenacidad.

Tabla 5-11 Características obtenidas de la Curva - Ensayo SCB


M Δ Fmax

(mm) F max 1/2 Fmax Δm Δmdp

M1 1.60 375.00 187.5 0.80 2.51

M2 1.40 372.00 186 0.70 2.30

M3 1.50 350.00 175 0.75 2.51

M4 1.70 355.00 177.5 0.85 2.62

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

300.0

350.0

400.0

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00

Car

ga (

Kg)

Deformación (mm)


M1 M2 M3 M4

Gráfica 5-5 Carga vs Deformación - Ensayo SCB mezcla Asfáltica Modificada con SBS 4.50%




Capítulo V


CALIENTE

5.3.1.1 ENSAYO SCB – CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS DE LA MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON SBS 4.50%.


Tenacidad.

Tabla 5-12 Ensayo Tracción Directa - SCB mezcla Asfáltica Modificada con SBS


(Kg/cm2)

Δ Fmax

(mm)

Wd (Kg-

mm)

W Fmax

(Kg-mm) Irt (Kg/mm)

It (Kg-

m/m2)

M1 375.00 10.57 1.60 300.0 340 234.38 49.06

M2 372.00 10.48 1.40 260.0 335 265.34 47.87

M3 350.00 10.06 1.50 265.0 350 233.33 56.43

M4 355.00 10.20 1.70 300.0 325 209.13 47.90




Capítulo V




CON POLÍMERO SBS C.A. 5.00%.

Se ensayaron 4 muestras con un contenido de Asfalto mayor al Óptimo para comparar los

resultados que se detallan en la tabla N°5-13 de las medidas, propiedades y la tabla N°5-14 que

nos detallan la Carga Máxima, la Deformación de Carga Máxima y la Deformación total o de

rotura para obtener la gráfica N°5-6 Carga vs Deformación.

Tabla 5-13 Medidas y Propiedades - Ensayo SCB con SBS 5.00%


M1 10.15 6.20 2.921 260.50

M2 10.15 6.20 2.921 260.50

M3 10.10 6.20 2.907 255.40

M4 10.10 6.20 2.907 255.40

Tabla 5-14 Características - Ensayo SCB con SBS 5.00%


M1 444 1.75 3.40

M2 456 1.75 3.70

M3 356 2.00 3.60

M4 500 2.00 3.70






Capítulo V




Polímeros SBS, descritas en las tablas N°5-15 y N°5-16 que nos muestra la tenacidad.

Tabla 5-15 Características obtenidas de la Curva - Ensayo SCB - SBS 5.00%


M Δ Fmax


M1 1.75 444.00 222 0.89 2.58

M2 1.75 456.00 228 0.86 2.73

M3 2.00 356.00 178 0.98 2.81

M4 2.00 500.00 250 1.00 2.85

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

300.0

350.0

400.0

450.0

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00

Car

ga (

Kg)

Deformación (mm)


M1 M2 M3 M4

Gráfica 5-6 Carga vs Deformación - Ensayo SCB mezcla Asfáltica Modificada con SBS 5.00%




Capítulo V


CALIENTE

5.3.2.1 ENSAYO SCB - CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS DE LA MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON SBS 5.00%.

En la tabla N°5-16 se detallan las características mecánicas obtenidas del ensayo SCB siendo la más importante el Índice de

Tenacidad.

Tabla 5-16 Ensayo Tracción Directa - SCB mezcla Asfáltica Modificada con SBS 5.00%


(Kg/cm2)

Δ Fmax

(mm)

Wd (Kg-

mm)

W Fmax

(Kg-mm) Irt (Kg/mm)

It (Kg-

m/m2)

M1 444.00 12.63 1.75 750.0 385.0 250.00 48.19

M2 456.00 12.98 1.75 820.0 400.0 264.50 65.36

M3 356.00 10.23 2.00 650.0 365.0 181.82 36.66

M4 500.00 14.37 2.00 915.0 500.0 250.00 56.16




Capítulo V




CON POLÍMERO ELVALOY C.A. 4.40%.

Se ensayaron cuatro muestras con las propiedades que se muestran en la tabla N°5-17 de las

medidas, propiedades y la tabla N°5-18 que nos detallan la Carga Máxima, la Deformación de

Carga Máxima y la Deformación total o de rotura para dibujar la gráfica N°5-7 Carga vs

Deformación.

Tabla 5-17 Medidas y Propiedades - Ensayo SCB mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY


M1 10.25 6.15 2.950 270.92

M2 10.25 6.15 2.950 270.92

M3 10.15 6.15 2.921 260.50

M4 10.15 6.15 2.921 260.50

Tabla 5-18 Características - Ensayo SCB con ELVALOY 4.40%


M1 324 1.25 3.3

M2 420 1.25 3.1

M3 236 1.25 3.7

M4 420 1.75 3.8






Capítulo V





Tabla 5-19 Características obtenidas de la Curva - Ensayo SCB - ELVALOY 4.40%

PROPIEDADES DE LAS BRIQUETAS ELVALOY 4.40%

M Δ Fmax


M1 1.25 324.00 162 0.62 2.27

M2 1.25 420.00 210 0.63 2.18

M3 1.25 236.00 118 0.64 2.47

M4 1.75 420.00 210 0.89 2.78

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

300.0

350.0

400.0

450.0

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00

Car

ga (

Kg)

Deformación (mm)


M1 M2 M3 M4

Gráfica 5-7 Carga vs Deformación - Ensayo SCB mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY 4.40%




Capítulo V


CALIENTE

5.3.3.1 ENSAYO SCB - CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS DE LA MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON ELVALOY

4.40%.


Tenacidad.

Tabla 5-20 Ensayo Tracción Directa - SCB mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY 4.40%


(Kg/cm2)

Δ Fmax

(mm)

Wd (Kg-

mm)

W Fmax (Kg-mm)

Irt (Kg/mm) It (Kg-m-

mm/m2)

M1 324.00 9.04 1.25 485.0 205.0 262.56 45.25

M2 420.00 11.72 1.25 610.0 260.0 333.33 51.82

M3 236.00 6.72 1.25 370.0 150.0 184.38 43.00

M4 420.00 11.95 1.75 630.0 370.0 235.96 42.69




Capítulo V




CON POLÍMERO ELVALOY C.A. 5.00%

Se ensayaron 4 muestras con un contenido de Asfalto mayor al Óptimo para comparar los

resultados que se detallan en la tabla N°5-21 de las medidas, propiedades y la tabla N°5-22 que

nos detallan la Carga Máxima, la Deformación de Carga Máxima y la Deformación total o de

rotura para obtener la gráfica N°5-8 Carga vs Deformación.

Tabla 5-21 Medidas y Propiedades - Ensayo SCB mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY 5.00%

Tabla 5-22 Características - Ensayo SCB con ELVALOY 5.00%


M1 10.25 6.15 2.950 270.92

M2 10.25 6.15 2.950 270.92

M3 10.15 6.15 2.921 260.50

M4 10.15 6.15 2.921 260.50


M1 439 2.00 3.90

M2 462 2.25 4.20

M3 455 2.00 3.60

M4 450 2.00 3.80






Capítulo V





Tabla 5-23 Características obtenidas de la Curva - Ensayo SCB - ELVALOY 5.00%

PROPIEDADES DE LAS BRIQUETAS ELVALOY 5.00%

M Δ Fmax


M1 2.00 439.00 219.5 0.99 2.96

M2 2.25 462.00 231 1.11 3.23

M3 2.00 455.00 227.5 1.01 2.79

M4 2.00 450.00 225 1.01 2.90

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

300.0

350.0

400.0

450.0

500.0

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00

Car

ga (

Kg)

Deformación (mm)


M1 M2 M3 M4

tica Modificada con ELVALOY 5.00%

Gráfica 5-8 Carga vs Deformación - Ensayo SCB mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY 5.00%




Capítulo V


CALIENTE

5.3.4.1 ENSAYO SCB - CARACTERÍSTICAS MECANICAS DE LA MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON ELVALOY

5.00%.


Tenacidad.

Tabla 5-24 Ensayo Tracción Directa - SCB mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY 5.00%


(Kg/cm2)

Δ Fmax

(mm)

Wd (Kg-

mm)

W Fmax (Kg-mm)

Irt (Kg/mm) It (Kg-m-

mm/m2)

M1 439.00 12.25 2.00 775.0 450.0 222.22 49.43

M2 462.00 12.89 2.25 810.0 525.0 209.05 44.08

M3 455.00 12.95 2.25 820.0 460.0 225.25 45.83

M4 450.00 12.80 2.00 780.0 455.0 222.22 46.86




Capítulo V



5.4 TABLA COMPARATIVA DE RESULTADOS EN ENSAYOS DE TRACCIÓN

INDIRECTA Y DIRECTA.

5.4.1 RESUMEN DEL ENSAYO DE TRACCIÓN INDIRECTA.

En la tabla N°5-25, 5-26 se detalla el resumen del ensayo TSR para SBS y ELVALOY.

Tabla 5-25 Resumen ensayo TSR para mezcla Asfáltica Modificada con SBS

ENSAYO TSR EN MEZCLA ASFALTICA MODIFICADA CON SBS

Porcentaje Cemento Asfáltico % 4.50 5.00

Condición un HÚMEDO CONGELADO HÚMEDO CONGELADO

Numero de Golpes un 38 30

Peso Unitario briqueta (P.U.) g/cm3 2.36 2.36 2.33 2.33

Máxima Densidad Teórica (Gmm) g/cm3 2.540 2.540 2.519 2.519

Porcentaje de Vacíos (a%) % 7.00 6.97 7.43 7.38

Esfuerzo a la Tracción Promedio en

Seco (St) Kpa 999.69 923.27

Esfuerzo a la Tracción Promedio

(St) Kpa 876.57 872.91 849.00 821.67

Ratio de Resistencia a la Tracción

TSR (Desempeño por humedad) % 87.68 87.32 91.96 89.00

Tabla 5-26 Resumen ensayo TSR para mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY

ENSAYO TSR EN MEZCLA ASFALTICA MODIFICADA CON ELVALOY



Numero de Golpes un 36 32

Peso Unitario briqueta (P.U.) g/cm3 2.36 2.36 2.34 2.34

Máxima Densidad Teórica (Gmm) g/cm3 2.538 2.538 2.518 2.518

Porcentaje de Vacíos (a%) % 6.87 6.91 7.18 7.11


Seco (St) Kpa 750.83 815.73


(St) Kpa 654.52 603.30 731.91 671.86


TSR % 87.17 80.35 89.73 82.36






Capítulo V



5.4.2 RESUMEN DEL ENSAYO DE TRACCIÓN DIRECTA.

En la tabla N°5-27, 5-28 se detalla el resumen del ensayo SCB para SBS y ELVALOY.

Tabla 5-27Resumen ensayo SCB para una mezcla Asfáltica Modificada con SBS

Tabla 5-28 Resumen ensayo SCB para una mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY

ENSAYO SCB MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON ELVALOY

Contenido de Asfalto % 4.40 5.00

Fuerza Máxima (Fmax) Kg 350.00 451.50

Esfuerzo Máximo (σmax) Kg/cm2 9.86 9.86

Deformación de Fmax (Δ Fmax) mm 1.38 2.06

Deformación 50%Fmax Post-Pico (Δmdp) mm 2.42 2.97

Índice de Rigidez a la Tracción (IRT) Kg/mm 254.06 219.69

Índice de Tenacidad (IT) Kg-

m/m2 45.69 46.55

ENSAYO SCB MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON SBS








m/m2 50.75 52.70







Análisis y Evaluación de los resultados

Capítulo VI

6 CAPÍTULO VI: ANÁLISIS DE RESULTADOS DE LOS ENSAYOS.




Capítulo VI

6.1 CARACTERÍSTICAS DEL DISEÑO CON ASFALTO CONVENCIONAL.

6.1.1 MÉTODO MARSHALL.

La tabla N°6-1 muestra las características y propiedades volumétricas de una mezcla asfáltica

Convencional según la metodología Marshall, de donde se obtuvo un Contenido Óptimo de Asfalto

de 5.03% con las características que se muestran en la tabla N°6-2 obtenidas de la tabla N°3-28.

En la misma se muestra las características de una mezcla asfáltica convencional con 5.50% de

asfalto, obtenidas de las ecuaciones de las gráficas N°3-4 a 3-8.

Tabla 6-1 Resumen de las Características de la mezcla Asfáltica Convencional para diferentes contenidos de asfalto

ENSAYO MARSHALL MEZCLA ASFÁLTICA CONVENCIONAL PEN 60-70

% CONTENIDO DE ASFALTO % 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00

Volumen De Aire (a%) % 8.06 6.66 5.29 3.75 3.13 2.68

Grado De Compactación (R) % 91.94 93.35 94.71 96.25 96.87 97.32

Volumen De Aire En El Agregado

Mineral (V.A.M) % 16.16 16.09 15.87 15.72 16.15 16.94

Porcentaje De Vacíos Llenos De Asfalto

(V.F.A) % 50.13 58.67 66.69 76.19 80.62 84.22

Peso Específico Del Espécimen (P.U.) gr/cm3 2.373 2.389 2.407 2.425 2.424 2.415

Estabilidad (Carga) kg 1356.39 1744.60 1718.16 1609.48 1397.70 978.72

Flujo mm 3.33 3.50 3.63 3.85 4.63 5.98

Tabla 6-2 Características del Contenido Óptimo de Asfalto y de un contenido mayor al óptimo - PEN 60-70

Contenido de Asfalto (%) 5.03 5.50

Volumen de Aire (a%) 3.88 3.20

Volumen en el A. Mineral (VAM%) 16.04 16.24

V. de Vacíos llenos de Asfalto (V.F.A) 75.80 80.30

Peso Unitario (g/cm3) 2.42 2.42

Estabilidad (Kg) 1648.25 1393.74

Flujo (mm) 4.15 4.77

Temperatura de la Mezcla (°C) 140 °C 140 °C








Capítulo VI

6.1.2 MÉTODO TENSILE STRENGTH RATIO (TSR).

La tabla N°6-3 muestra el desempeño por humedad de una mezcla asfáltica convencional para

un contenido óptimo de asfalto y con un contenido mayor al óptimo.

Tabla 6-3 Resumen Ensayo TSR mezcla Asfáltica Convencional

DESEMPEÑO POR HUMEDAD MEZCLA ASFÁLTICA CONVENCIONAL PEN 60-70



Esfuerzo a la Tensión Promedio en

Seco (St) Kpa 335.66 347.91

Esfuerzo a la Tensión Promedio (St) Kpa 278.25 271.63 297.92 284.92


TSR % 82.90 80.92 85.63 81.89

Diferencia % - - + 2.73 +0.97

6.1.3 MÉTODO VIGA SEMI CIRCULAR SIMPLEMENTE APOYADA (SCB).

La tabla N°6-4 muestra el índice de tenacidad de una mezcla asfáltica convencional para un

contenido óptimo de asfalto y un contenido mayor al óptimo.

Tabla 6-4 Resumen ensayo SCB para una mezcla Asfáltica Convencional

MEZCLA ASFÁLTICA CONVENCIONAL PEN 60-70








m/m2 41.96 42.89






Capítulo VI


6.2 CARACTERÍSTICAS DEL DISEÑO CON ASFALTO MODIFICADO.


6.2.1.1 ASFALTO MODIFICADO CON POLÍMERO SBS.


Modificada con SBS según la metodología Marshall, de donde se obtuvo un Contenido Óptimo de

Asfalto de 4.50% con las características que se muestran en la tabla N°6-6 obtenidas de la tabla

N°4-13. En la misma se muestra las características de una mezcla asfáltica convencional con

5.00% de asfalto, obtenidas de las ecuaciones de las gráficas N°4-1 a 4-5.

Tabla 6-5 Resumen de las características de la mezcla Asfáltica Modificada con SBS para diferentes contenidos de asfalto

PRUEBA ASFALTO MODIFICADO CON POLÍMERO SBS - MARSHALL

% CONTENIDO DE ASFALTO % 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

Volumen De Aire (a%) % 8.31 6.66 5.14 4.02 3.14 2.72 2.95

Grado De Compactación (R) % 91.69 93.35 94.86 95.98 96.87 97.28 97.05


Mineral (V.A.M) % 15.34 14.88 14.73 14.74 15.19 15.79 17.17


(V.F.A) % 45.87 55.28 65.13 72.71 79.37 82.80 82.82

Peso Específico Del Espécimen (P.U.) gr/cm3 2.385 2.409 2.428 2.439 2.440 2.434 2.408

Estabilidad (Carga) kg 1756.22 1812.37 1898.31 1941.00 1834.85 1716.74 1614.25

Flujo mm 3.78 3.83 3.90 4.08 4.38 5.20 6.15

Tabla 6-6 Características del Contenido Óptimo de Asfalto y de un Contenido Mayor al Óptimo - SBS







Flujo (mm) 4.07 4.54






Capítulo VI

6.2.1.2 ASFALTO MODIFICADO CON POLÍMERO ELVALOY.


Modificada con ELVALOY según la metodología Marshall, de donde se obtuvo un Contenido

Óptimo de Asfalto de 4.40% con las características que se muestran en la tabla N°6-8 obtenidas

de la tabla N°4-29. En la misma se muestra las características de una mezcla asfáltica convencional

con 5.00% de asfalto, obtenidas de las ecuaciones de las gráficas N°4-7 a 4-11.

Tabla 6-7 Resumen de las características de la mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY para diferentes contenidos de

asfalto

PRUEBA ASFALTO MODIFICADO CON POLÍMERO ELVALOY - MARSHALL

% CONTENIDO DE ASFALTO % 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

Volumen De Aire (a%) % 7.52 6.21 5.04 3.97 3.36 3.30 3.25

Grado De Compactación (R) % 92.49 93.79 94.96 96.03 96.64 96.70 96.75


Mineral (V.A.M) % 14.60 14.47 14.64 14.70 15.38 16.30 17.43


(V.F.A) % 48.52 57.10 65.55 72.98 78.15 79.75 81.34

Peso Específico Del Espécimen (P.U.) gr/cm3 2.406 2.421 2.430 2.440 2.434 2.420 2.400

Estabilidad (Carga) kg 1612.04 1667.35 1764.46 1838.19 1818.15 1730.18 1591.89

Flujo mm 3.75 3.68 3.65 3.93 4.70 5.63 6.25

Tabla 6-8 Características del Contenido Óptimo de Asfalto y de un contenido mayor al óptimo - ELVALOY







Flujo (mm) 3.98 4.63







Capítulo VI


La tabla N°6-9 muestra el desempeño por humedad de una mezcla asfáltica Modificada con

SBS y ELVALOY para su Contenido Óptimo de Asfalto y la tabla N°6-10 para un contenido

mayor al óptimo.

6.2.2.1 CONTENIDO OPTIMO DE ASFALTO MODIFICADO CON POLÍMERO.

Tabla 6-9 Resumen Ensayo TSR mezcla Asfáltica Modificada con SBS y ELVALOY para su Contenido Óptimo de Asfalto

SBS ELVALOY




Seco (St) Kpa 999.69 750.83


(St) Kpa 876.57 654.52 654.52 603.30


TSR (Desempeño por humedad) % 87.68 87.17 87.17 80.35

6.2.2.2 CONTENIDO MAYOR AL ÓPTIMO DE ASFALTO MODIFICADO CON

POLÍMERO.

Tabla 6-10 Resumen Ensayo TSR mezcla Asfáltica Modificada con SBS y ELVALOY para un contenido mayor al óptimo

SBS ELVALOY




Seco (St) Kpa 923.27 815.73


(St) Kpa 849.00 821.67 731.91 671.86


TSR % 91.96 89.00 89.73 82.36

Diferencia % + 4.28 + 1.68 + 2.56 + 2.01






Capítulo VI



6.2.3.1 CONTENIDO ÓPTIMO DE ASFALTO MODIFICADO CON POLÍMERO.

La tabla N°6-11 muestra el índice de Tenacidad de una mezcla asfáltica Modificada con SBS y

ELVALOY para su Contenido Óptimo de Asfalto y la tabla N°6-12 para un contenido mayor al

óptimo.

Tabla 6-11 Resumen Ensayo SCB mezcla Asfáltica Modificada con SBS y ELVALOY para su Contenido Óptimo de Asfalto

SBS ELVALOY








m/m2 50.75 45.69

6.2.3.2 CONTENIDO MAYOR AL ÓPTIMO DE ASFALTO MODIFICADO CON

POLÍMERO.

Tabla 6-12 Resumen Ensayo SCB mezcla Asfáltica Modificada con SBS y ELVALOY para un contenido mayor al óptimo

SBS ELVALOY








m/m2 52.70 46.55





Capítulo VI


6.2.4 RELACION ENTRE AMBOS POLIMEROS.

Tabla 6-13 Relación entre Polímeros

ITEM ENSAYO UN SBS ELVALOY

4.50% 5.00% 4.40% 5.00%

1.0 MARSHALL

1.1 Estabilidad Kg 1870.00 1847.42 1788.25 1796.02

1.2 Flujo mm 4.07 4.54 3.78 4.63

2.0 TSR

2.1 Condición Húmedo % 87.68 91.96 87.17 89.73

2.2 Condición Congelado % 87.17 89.00 80.35 82.36

3.0 SCB

3.1 Índice de Tenacidad Kg-

m/m2 50.75 52.70 45.69 46.55

4.0 RUEDA DE HAMBURGO mm 7.72 3.74 - -




Capítulo VI

6.3 ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE RESULTADOS ENTRE MEZCLAS ASFÁLTICAS

CONVENCIONALES Y MODIFICADAS CON POLÍMEROS.


De las tablas N°6-1, 6-5, 6-7 se obtienen las siguientes gráficas de las características y

propiedades volumétricas de las mezclas asfálticas.

6.3.1.1 VOLUMEN DE AIRE.

En la gráfica N°6-1, se puede apreciar una disminución del 15% en los vacíos de la mezcla

comparadas con el asfalto convencional debido a que los asfaltos modificados presentan una mayor

cohesión entre la interfaz agregado-asfalto, por otro lado, se observa que en el rango del 3.00% de

aire las mezclas asfálticas modificadas aparentemente se mantienen constantes lo indica que a

8.06

6.66

5.29

3.75

3.13

2.68

8.31

6.66

5.14

4.02

3.142.72

2.95

7.52

6.21

5.04

3.97

3.363.30

3.…

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5

Vo

lum

en d

e A

ire

(%)

Asfalto (%)

Volumen de Aire (a%)

a% - ASFALTO CONVENCIONAL a% - ASFALTO M. SBS a% - ASFALTO M. ELVALOY

Gráfica 6-1Volumen de aire para un PEN 60-70, SBS y ELVALOY




Capítulo VI

mayores contenidos de asfalto una mezcla modificada tendría menos posibilidades a fallar por

exudación.

6.3.1.2 VOLUMEN DE AIRE EN EL AGREGADO MINERAL.

La gráfica N°6-2 muestra una disminución del 10% en los porcentajes del V.A.M entre una

mezcla asfáltica convencional y una modificada. A medida que disminuyen los espacios inter

granulares la mezcla presenta menos permeabilidad y por lo tanto menos espacios por donde

circule el aire o el agua, sin embargo, también será menor el espacio disponible para que el asfalto

cubra las partículas de los agregados. Es importante mencionar que los 3 tipos de asfalto estudiados

no sobrepasan los límites mínimos ni máximos requeridos para el buen comportamiento de la

mezcla asfáltica.

16.16 16.09

15.8715.72

16.15

16.94

15.34

14.8814.73 14.74

15.19

15.79

17.17

14.6014.47

14.64 14.70

15.38

16.30

17.43

14.00

14.50

15.00

15.50

16.00

16.50

17.00

17.50

18.00

2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5

Vo

lum

en d

e A

ire

en e

l Agr

egad

o M

iner

al (

%)

Asfalto (%)

Volumen de Aire en el Agregado Mineral - V.A.M.

VAM - ASFALTO CONVENCIONAL VAM - ASFALTO M. SBS VAM - ASFALTO M. ELVALOY

Gráfica 6-2 Volumen de aire en el agregado Mineral para un PEN 60-70, SBS y ELVALOY




Capítulo VI

6.3.1.3 PESO UNITARIO – PESO ESPECÍFICO.

Un aumento en este parámetro significa un aumento en la cohesión en la interfaz agregado-

asfalto, característica que le proporcionan los polímeros al cemento asfáltico. Lamentablemente

un exceso de densidad podría ocasionar un comportamiento frágil en los pavimentos flexibles.

Cabe mencionar que la densidad de mezclas asfálticas está relacionada al volumen de vacíos, a

mayor densidad menor será el contenido de aire, por ende, no es recomendable que las mezclas

asfálticas sean muy compactadas debido a que los fenómenos de contracción y dilatación propios

de los pavimentos ocasionan fallas por exudación.

Por otro lado, este comportamiento está ligado a las propiedades y características del agregado

utilizado, por lo que estos resultados pueden controlarse con la gradación.

2.373

2.389

2.407

2.425

2.424

2.415

2.385

2.409

2.428

2.439 2.440

2.434

2.408

2.406

2.421

2.430

2.440

2.434

2.420

2.400

2.370

2.380

2.390

2.400

2.410

2.420

2.430

2.440

2.450

2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5

Pes

o U

nia

rio

(gr

/cm

3)

Asfalto (%)

PESO UNITARIO

P.U. - ASFALTO CONVENCIONAL P.U. - ASFALTO M. SBS P.U. - ASFALTO M. ELVALOY

Gráfica 6-3 Peso Específico para un PEN 60-70, SBS y ELVALOY




Capítulo VI

6.3.1.4 ESTABILIDAD.

Una de las características más importantes de una mezcla asfáltica es la capacidad de resistir

las cargas vehiculares sin que se produzcan deformaciones permanentes; esta capacidad se mide

con la Estabilidad, es decir que mientras mayor sea ésta, mayor será la capacidad de resistencia al

ahuellamiento por existir una mayor cohesión interna, características que le proporciona el

polímero al cemento asfáltico.

La gráfica N°6-4 demuestra una gran diferencia entre la mezcla asfáltica modificada y la mezcla

asfáltica convencional con valores del 15-25% superiores tomando en cuenta el contenido óptimo,

también se puede observar que, al aumentar el asfalto, las mezclas modificadas mantienen altas

1356.39

1744.601718.16

1609.48

1397.70

978.72

1756.221812.37

1898.311941.00

1834.85

1716.74

1614.25

1612.041667.35

1764.46

1838.19

1818.151730.18

1591.89

900.00

1000.00

1100.00

1200.00

1300.00

1400.00

1500.00

1600.00

1700.00

1800.00

1900.00

2000.00

2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5

Esta

bili

dad

(K

g)

Asfalto (%)

Estabilidad

E - ASFALTO CONVENCIONAL E - ASFALTO M. SBS E - ASFALTO M. ELVALOY

Gráfica 6-4 Estabilidad para un PEN 60-70, SBS y ELVALOY




Capítulo VI

estabilidades contrariamente a las convencionales mejorando significativamente la capacidad de

resistir cargas.

6.3.1.5 FLUJO.

En la gráfica N°6-5, se nota un leve incremento en el flujo de la mezcla asfáltica modificada

con relación a la mezcla asfáltica convencional, debido a que los valores obtenidos de la estabilidad

son mayores en mezclas asfálticas modificadas. Esto indicaría que existe una baja fricción interna

entre los componentes, es decir mayor rango de fluencia.

En consecuencia, las gráficas del Método Marshall reflejan que, a pesar de disminuir el

contenido de asfalto, la mezcla asfáltica modificada tiene mejores características que el asfalto

convencional.

3.33 3.50

3.63

3.85

4.63

5.98

3.78 3.83 3.904.08

4.38

5.20

6.15

3.75 3.683.65

3.93

4.70

5.63

6.25

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

6.00

6.50

7.00

2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5

Flu

jo (

mm

)

Asfalto (%)

Flujo - Deformación

FLUJO - ASFALTO CONVENCIONAL FLUJO - ASFALTO M. SBS FLUJO - ASFALTO M. ELVALOY

Gráfica 6-5 Flujo para un PEN 60-70, SBS y ELVALOY




Capítulo VI


De las tablas N°6-3, 6-9 y 6-10 se obtienen las siguientes gráficas del desempeño a la humedad

en mezclas asfálticas convencionales y modificadas para su contenido óptimo de asfalto y para un

contenido mayor al óptimo.

La gráfica N°6-6 muestra una evidente mejora en el desempeño por humedad en las mezclas

asfálticas modificadas con polímeros, reflejado en un aumento de hasta un 7.00% el desempeño

sobre las mezclas convencionales. Se observa que el asfalto modificado con polímero ELVALOY

tiene similar desempeño al congelamiento con respecto a la mezcla asfáltica convencional PEN

60-70.

78.00

80.00

82.00

84.00

86.00

88.00

90.00

92.00

HUMEDO CONGELADO

PEN 60-70 (5.03%) 82.90 80.92

SBS (4.50%) 87.68 87.32

ELVALOY (4.40%) 87.17 80.35

82.90

80.92

87.68 87.3287.17

80.35

Rat

io T

SR (

%)

PEN 60-70 (5.03%) SBS (4.50%) ELVALOY (4.40%)

Gráfica 6-6 TSR para el Contenido Óptimo de Asfalto




Capítulo VI

Es necesario mencionar que las tres mezclas asfálticas estudiadas, cumplen con lo mínimo

permisible que es el 80% de desempeño establecido en la norma MTC E522.

Al aumentar el contenido de asfalto en las tres mezclas estudiadas se ve un aumento

considerable en el desempeño a la humedad, siendo la mezcla asfáltica modificada con polímero

SBS el que mejores comportamientos obtiene. En cuanto al desempeño frente al congelamiento la

mezcla asfáltica modificada con ELVALOY sigue siendo similar a la mezcla asfáltica

convencional PEN 60-70. Cabe aclarar que la bibliografía indica que las mezclas asfálticas

modificadas con ELVALOY trabajan mejor a altas temperaturas.

Podría suponerse que el desempeño a la humedad de las mezclas asfálticas está relacionado con

el porcentaje de asfalto que tenga el diseño, es decir con porcentajes mayores se obtendrían

78

80

82

84

86

88

90

92

HUMEDO CONGELADO

PEN 60-70 (5.50%) 85.63 81.89

SBS (5.00%) 91.96 89.00

ELVALOY (5.00%) 89.73 82.36

85.63

81.89

91.96

89.00

89.73

82.36Rat

io T

SR (

%)

PEN 60-70 (5.50%) SBS (5.00%) ELVALOY (5.00%)

Gráfica 6-7TSR para el Contenido Óptimo de Asfalto




Capítulo VI

mayores ratios de desempeño; sin embargo, se tienen que considerar las características de los

agregados y las propiedades volumétricas mostradas en el Método Marshall.


La tabla N°6-13 muestra un comparativo de las características y propiedades de las mezclas

asfálticas modificadas versus la mezcla asfáltica convencional para su C. Óptimo de Asfalto.

Tabla 6-14 Ensayo SCB para un contenido Óptimo de Asfalto

PEN 60-70 SBS ELVALOY

Contenido de Asfalto % 5.03 4.50 4.40

Fuerza Máxima (Fmax) Kg 432.50 363.00 350.00

Esfuerzo Máximo (σmax) Kg/cm2 12.42 10.33 9.86

Deformación de Fmax (Δ Fmax) mm 2.55 1.55 1.38

Deformación 50%Fmax Post-Pico (Δmdp) mm 3.33 2.49 2.42

Módulo de Elasticidad (E) Kg/cm2 49227 67624 73116

Energía de Fluencia (Ws) Kg-mm 335.00 338.75 277.50

Índice de Rigidez a la Tracción (IRT) Kg/mm 181.06 235.54 254.06


m/m2 41.96 50.75 45.69





Capítulo VI

A simple vista la gráfica N°6-8 pareciera demostrar un mejor comportamiento del asfalto

convencional debido a su elevada carga, pero notamos que la pendiente post pico cae

repentinamente a diferencia de las mezclas asfálticas modificadas que la pendiente post pico es

más alargado. A pesar de una disminución en las cargas se observa que la energía de fluencia es

mayor para los asfaltos modificados, consecuencia de la inclinación de las curvas, una tiende a

desplazarse a la derecha (asfalto convencional) mientras que la otra tiende a desplazarse a la

izquierda (asfalto modificado). Lo que indica que los asfaltos modificados tienen mayor

elasticidad, mayor ductilidad y al mismo tiempo son cementos asfálticos más duros que los asfaltos

convencionales.

432.50

363.00

350.00

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00

Car

ga (

Kg)

Deformación (mm)

PEN 60-70 (5.03%) SBS (4.50%) ELVALOY (4.40%)

Gráfica 6-8 Curva Carga vs Deformación Contenido Óptimo de Asfalto




Capítulo VI

En la gráfica N° 6-9 se muestran las curvas realizadas con un contenido de asfalto mayor al

óptimo donde podemos observar un comportamiento similar al que se da con el contenido Óptimo

de asfalto; por otro lado, las tres curvas empiezan a tener la misma tendencia en su parte elástica,

podría suponerse que un asfalto modificado con menor contenido de asfalto tiene un

comportamiento similar a un convencional con mayor contenido de asfalto. Sin embargo, los

asfaltos modificados con polímeros siguen teniendo una energía de fluencia mayor a la del asfalto

convencional, es decir que tienen mayor rango de deformación sin llegar a la falla total.

Al comparar una mezcla asfáltica con el mismo contenido de asfalto se observa el mismo

comportamiento, como nos muestra la gráfica N°6-10.

539.25

439.00 451.50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00

Car

ga (

Kg)

Deformación (mm)

PEN 60-70 (5.50%) SBS (5.00%) ELVALOY (5.00%)

Gráfica 6-9 Curva Carga vs Deformación contenido mayor al óptimo de asfalto




Capítulo VI

La siguiente gráfica demuestra la influencia que tiene lo antes mencionado sobre la Tenacidad

de la mezcla asfáltica. Se observa claramente que el contenido de asfalto no tiene un impacto

importante sobre tenacidad de la mezcla asfáltica, a pesar que aumenta, no supone una mejora

notoria, lo que hace probable que la tenacidad sea una característica que depende del asfalto que

se utilice. La gráfica N°6-11 nos muestra que el asfalto modificado con polímero SBS tiene la

tenacidad más alta, en segundo lugar, se encuentra el ELVALOY y en tercer lugar el asfalto

convencional.

439.00

451.50

432.50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00

Car

ga (

Kg)

Deformación (mm)

SBS (5.00%) ELVALOY (5.00%) PEN 60-70 (5.03%)

Gráfica 6-10 Curva Carga vs Deformación para contenidos de asfalto iguales




Capítulo VI

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

5.03%, 4.50%, 4.40% 5.50%, 5.00%, 5.00%

PEN 60-70 41.68 42.89

SBS 50.75 52.70

ELVALOY 45.69 46.55

41.68 42.89

50.75 52.70

45.69 46.55

Ind

ice

de

Ten

acid

ad

PEN 60-70 SBS ELVALOY

Gráfica 6-11 Índice de Tenacidad para una Mezcla Asfáltica




Capítulo VI

6.3.4 MÉTODO DE LA RUEDA DE HAMBURGO.

Se realizaron los ensayos de la rueda de Hamburgo a la mezcla asfáltica convencional PEN 60-

70 con 5.03% de contenido de asfalto y al asfalto modificado con polímero SBS con 4.50% y

5.00% de contenido de asfalto, obteniendo las siguientes características.

Tabla 6-15 Características del ensayo de Rueda de Hamburgo

PEN 60-70 SBS 4.50% SBS 5.00%

Rutting Slope y=0.0005x+2.4378 y=0.0002x+3.4782 y=0.00009x+1.6617

Stripping Slope y=0.001x-2.8236 y=0.0002x+2.9164 y=0.0001x+1.5762

SIP (Punto de Inflexión del

desprendimiento) (10522, 7.69) NP NP

Numero de pases a la falla 20000 20000 20000

Máxima Profundidad (mm) 17.23 7.72 3.74

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Mezcla Asfáltica

PEN 60-70 17.23

SBS 4.5% 7.72

SBS 5.0% 3.74

Def

orm

ació

n M

áxim

a (m

m)

PEN 60-70 SBS 4.5% SBS 5.0%


Gráfica 6-12 Deformación máxima


Capítulo VI

218 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS PROPIEDADES DE LA


0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

18.00

20.00

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000

Def

orm

ació

n (

mm

)

Número de Pases

Ensayo Rueda de Hamburgo

PEN 60-70 (5.03%) SBS (4.50%) SBS (5.00%)

CRITERIO DE FALLA

USA

CRITERIO DE FALLA AASHTO

T324

Gráfica 6-13 Ensayo Rueda de Hamburgo


Capítulo VI



Al analizar las gráficas 6-12 y 6-13 podemos apreciar que la mezcla asfáltica convencional con

PEN 60-70 y con un contenido óptimo de Asfalto de 5.03% presenta dos pendientes, la primera o

rutting slope que mide la acumulación de deformación permanente o la capacidad de resistir

deformaciones de ahuellamiento y la segunda pendiente stripping slope o también llamada

“pendiente de humedad” que mide los daños por humedad. Por último, observamos un punto de

inflexión (SIP) que es el punto de descubrimiento que muestra el comienzo del desprendimiento

de la capa de cemento asfáltico y los agregados lo que representa una pérdida de adherencia y

tenacidad.

Sin embargo, esta tendencia no ocurre con la mezcla asfáltica modificada con Polímero SBS,

la cual no presenta un punto de inflexión (SIP) teniendo una deformación semi constante lo que

significa que no presenta la denominada falla por stripping.

A pesar de tener resultados favorables para el ensayo de la rueda de Hamburgo, la mezcla

asfáltica convencional obtuvo una falla máxima de 17.23 mm en 10000 ciclos mientras que la

mezcla asfáltica modificada con polímero SBS obtuvo 7.22 mm y 3.74 mm para un contenido

óptimo de asfalto y para un contenido de asfalto mayor al óptimo respectivamente. Observándose

claramente un mejor desempeño al ahuellamiento y a las deformaciones permanentes en las

mezclas asfálticas modificadas con SBS frente a las convencionales, lo que se traduce en un

aumento de la vida útil del pavimento, debido a su mayor durabilidad.

Por último, podemos observar mediante la gráfica 6-13 la deformación elástica y la deformación

plástica, para una mezcla asfáltica convencional su comportamiento elástico se encuentra en el

rango de 0-1500 pases, desde 1500 a 10522 su comportamiento plástico y la ruptura a partir de las

10522 representado por el Stripping mientras que para una mezcla modificada su comportamiento

elástico se encuentra en el rango de 0-2000 pases y desde los 2000-20000 su parte plástica.


Capítulo VI



6.3.5 BENEFICIOS DE RESISTENCIA.

Tabla 6-16 Beneficios de Resistencia

ITEM ENSAYO Un PEN 60-

70 SBS ELVALOY

1.0 MARSHALL

1.1 Estabilidad Kg 1648.25 1870.00 1788.25

1.2 Flujo Mm 4.15 4.07 3.78

2.0 TSR

2.1 Condición Húmedo % 82.90 87.68 87.17

2.2 Condición Congelado % 80.92 87.17 80.35

3.0 SCB

3.1 Índice de Tenacidad Kg-

m/m2 41.96 50.75 45.69

4.0 RUEDA DE HAMBURGO mm 17.23 7.72 -


Evaluación Económica

Capítulo VII



7 CAPÍTULO VII: EVALUACIÓN ECÓNOMICA DEL CEMENTO ASFÁLTICO

MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY.


Capítulo VII




7.1 EVALUACIÓN ECONÓMICA DE LA PRODUCCIÓN DE CEMENTOS

ASFÁLTICOS MODIFICADOS.

En la actualidad los cementos asfálticos modificados son usados en muchos proyectos debido

a la gran demanda y oferta de los mismos, así como también, los diversos beneficios que estos

proporcionan a las mezclas asfálticas en caliente estudiadas en los capítulos anteriores de esta tesis.

Sin embargo, es necesario conocer el proceso de producción de estos asfaltos teniendo en cuenta

la selección del tipo de asfalto modificado a usar considerando los siguientes criterios:

➢ Determinación del Grado de Performance (PG) del proyecto en función a los datos de

temperatura, geometría del proyecto, tráfico, etc.

➢ Determinación del Grado de Performance (PG) del ligante, mediante ensayos de laboratorio

(AASHTO M 320).

Ilustración 7-1 Carta de grado de Performance


Capítulo VII



Fuente: Seminario Asfaltos Modificados CIP

➢ Determinación del Grado de Performance (PG) del ligante, mediante el Ensayo Multiple

Stress Creep & Recovery (AASHTO M 332).

Una vez analizado el PG del proyecto, se debe buscar el asfalto modificado adecuado que

cumpla la especificación requerida, para luego producir el bitumen que cumpla dichos

requerimientos.

Para ello es necesario calcular el PG del proyecto considerando los siguientes factores:

➢ Cargas de tráfico.

➢ Gradiente térmico.

➢ Especificaciones Técnicas.

➢ Temperatura alta, temperatura baja.

➢ Geografía nacional.

➢ Viento y radiación solar.

➢ Nivel freático.

➢ Agregados de mala calidad.

Ilustración 7-2 Factores para el cálculo del PG


Capítulo VII



Una vez comprendida la importancia del análisis del Grado de Performance es necesario evaluar

si nuestro proyecto, requerirá la producción de cementos asfálticos modificados.

En el mercado encontramos diferentes empresas que pueden abastecernos de este bitumen

modificado, para ello se debe tener en cuenta que la variabilidad de costos de estos asfaltos fluctúa

en un 15% a 25% adicional comparado con un asfalto convencional.

Sin embargo, es necesario analizar el costo beneficio de estos bitúmenes modificados teniendo

en cuenta el aporte que van tener estos en las partidas del presupuesto, así como también el análisis

de costos postventa que serán explicados en los siguientes acápites.

7.2 INVERSIÓN ECONÓMICA Y COSTOS OPERATIVOS.

Para determinar la influencia que tiene el grado de desempeño sobre el costo beneficio de la

utilización de los cementos asfálticos modificados con polímeros, se realizará el análisis de costos

unitarios para aquellas partidas que estén directamente relacionadas con el cemento asfáltico; así

como también la variación del aporte del cemento asfáltico con diferentes contenidos de bitumen.

Se debe tener en cuenta los contenidos de bitumen que se trabajaron en la siguiente tesis para

los distintos tipos de asfalto; convencional y modificado los cuales fueron:

Tabla 7-1Resumen de Contenidos de Bitumen

CONTENIDOS DE

BITUMEN

ASFALTO

CONVENCIONAL

ASFALTO

MODIFICADO SBS

ASFALTO

MODIFICADO

ELVALOY

Contenido Óptimo de

Bitumen 5.03% 4.50% 4.40%

Contenido de Bitumen

por PG 5.50% 5.00% 5.00%



Capítulo VII



Ahora analizaremos los aportes que tiene cada tipo de cemento asfáltico por metro cúbico de

mezcla asfáltica en caliente, considerando el volumen de una briqueta de ensayo de 4” (485 cm3)

con un peso de 1200gr.

Haciendo las operaciones matemáticas obtenemos que el peso por metro cubico de mezcla

asfáltica es 2474.25 kg.

Para calcular la cantidad de asfalto, bastaría solo con multiplicar el porcentaje obtenido de la

tabla N°7-1 con el peso de un metro cúbico de mezcla como lo detalla la tabla N°7-2

Tabla 7-2 Peso de Cemento asfáltico por Contenido de Bitumen

TIPOS DE CEMENTO

ASFÁLTICO

Porcentaje de Contenido de

Bitumen

Peso de Cemento Asfáltico

por m3

Asfalto Convencional 5.03 % 124.44 kg

5.5 % 136.08 kg

Asfalto Modificado SBS 4.5 % 111.34 kg

5.0 % 123.71 kg

Asfalto Modificado

ELVALOY

4.4 % 108.87 kg

5.0 % 123.71 kg

Gráfica 7-1 Peso por metro cúbico de Cemento Asfáltico


0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

Contenido Óptimo deBitumen

Contenido de Bitumenpor PG

PEN 60-70 124.45 136.08

SBS 111.34 123.71

Elvaloy 108.87 123.71

Pes

o p

or

m3

PEN 60-70 SBS Elvaloy


Capítulo VII



Terminado el análisis de la cantidad de cemento asfáltico por unidad de volumen, se debe

considerar los precios por kilogramo del mismo para poder realizar el análisis de costos unitarios

de la partida “Carpeta Asfáltica en Caliente”

Los precios comerciales que se manejan en Perú para cada tipo de Cemento Asfáltico son:

Tabla 7-3 Precio de Cementos Asfálticos

CEMENTO ASFÁLTICO PRECIO DEL INSUMO POR

KILOGRAMO

ASFALTO CONVENCIONAL PEN 60-70 S/. 2.23

ASFALTO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS S/. 2.95

ASFALTO MODIFICADO CON POLÍMEROS ELVALOY S/. 2.95

Siguiendo con el análisis de costos unitarios en la partida de “Carpeta Asfáltica en Caliente” se

debe tener en cuenta dos subpartidas que están relacionadas a la mezcla asfáltica en caliente y a la

colocación de la misma como se detalla a continuación.

Partida COLOCACIÓN DE MEZCLA ASFALTICA EN CALIENTE

Rendimiento m3/DIA MO. 259.0000 EQ. 259.0000 Costo unitario directo por: m3 17.68

Código Descripción Recurso Unidad Cuadrilla Cantidad Precio

S/. Parcial

S/.

Mano de Obra 0101010003 OPERARIO hh 1.0000 0.0309 19.53 0.60

0101010005 PEON hh 6.0000 0.1853 14.44 2.68

3.28

Equipos 10420060207 PAVIMENTADORA SOBRE ORUGA 105 HP 10 - 16 hm 1.0000 0.0309 133.53 4.12

10420060208 RODILLO NEUMATICO AUTOPROPULSADO 135 HP 9.6 ton hm 1.0000 0.0309 134.69 4.16

10420060209 RODILLO TANDEM VIB. AUTOPROPULSADO 130 HP 11 ton hm 1.0000 0.0309 192.72 5.95

10420060210 HERRAMIENTAS MANUALES hm 5.00% 3.28 0.16

14.40



Capítulo VII



Por lo tanto, las partidas de “Carpeta Asfáltica en Caliente” para cada tipo de cemento asfáltico

quedarían de la siguiente manera considerando los aportes unitarios de cada bitumen, así como

también el precio de los mismos:

Partida MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE


Código Descripción Recurso Unidad Cuadrilla Cantidad Precio

S/. Parcial

S/.

Mano de Obra 0101010002 CAPATAZ hh 1.0000 0.0277 25.39 0.70

0101010003 OPERARIO hh 1.0000 0.0277 19.53 0.54

0101010004 OFICIAL hh 1.0000 0.0277 16.05 0.44

0101010005 PEON hh 3.0000 0.0830 14.44 1.20

2.89

Materiales

0201040001 PETROLEO D-2 gal 5.8000 8.64 50.11

50.11

Equipos 10420060207 CARGADOR SOBRE LLANTAS 200-250 HP 3.0 - 4.1 yd3 hm 0.2468 0.0068 230.48 1.57

10420060208 GRUPO ELECTROGENO DE 116 HP 75 KW hm 2.0000 0.0554 96.71 5.35

10420060209 PLANTA DE ASFALTO EN CALIENTE 150 ton/h hm 1.0000 0.0277 347.21 9.61

10420060210 GRUPO ELECTRÓGENO DE 230 HP 150 KW hm 1.0000 0.0277 123.28 3.41

10420060211 CALENTADOR DE ACEITE hm 1.0000 2.77% 22.57 0.62

10420060212 SECADORA DE ARIDOS hm 1.0000 0.0277 46.90 1.30

10420060213 HERRAMIENTAS MANUALES %mo 1.0000 5.00% 2.89 0.14

22.02

Subpartida

01042001508 ARENA ZARANDEADA m3 0.2100 28.73 6.03

01042001509 ARENA CHANCADA m3 0.3800 91.44 34.75

01042001510 PIEDRA CHANCADA m3 0.4100 53.18 21.80

62.58


Capítulo VII



➢ PEN 60-70 al 5.03 %:

Partida 01.01.03 CARPETA ASFALTICA EN CALIENTE E=5.00 cm


Código Descripción Recurso Unidad Cuadrilla Cantidad Precio S/. Parcial S/.

Materiales 0101010054 CEMENTO ASFÁLTICO DE PENETRACIÓN 60/70 kg 124.44 2.23 277.50

277.50

Subpartida

01042001508 MEZCLA ASFALTICA EN CALIENTE m3 1.3000 137.60 178.88

01042001509 COLOCACIÓN DE MEZCLA ASFALTICA E=0.05m m3 1.0000 17.68 17.68

196.57

➢ PEN 60-70 al 5.50 %:





303.46

Subpartida



196.57

➢ SBS al 4.5 %:





328.45

Subpartida



196.57


Capítulo VII



➢ SBS al 5.0 %:





364.94

Subpartida



196.57

➢ ELVALOY AL 4.40 %:





321.17

Subpartida



196.57

➢ ELVALOY AL 5.0 %:





364.95

Subpartida



196.57


Capítulo VII



7.3 EXTRAPOLACIÓN DE RESULTADOS EN OBRA DETERMINADA.

Una vez obtenido los contenidos óptimos de bitumen por Marshall, así como también los

contenidos de bitumen extraídos de las pruebas usando los criterios de daño de fatiga,

ahuellamiento y humedad estudiados en la presente tesis se puede inferir que el uso de polímeros

en el cemento asfáltico mejorará las propiedades físico – mecánicas del concreto asfáltico, así

como también la trabajabilidad del mismo. Esto quiere decir que si tenemos una obra donde se

necesite que el concreto asfáltico no pierda bruscamente su temperatura cuando se estén realizando

los trabajos de carpeteo debido a que la planta de asfalto se encuentra lejos de obra, es necesario

considerar el uso de cementos asfálticos modificados para asegurar la durabilidad, adhesividad y

resistencia de nuestro pavimento.

En la presente tesis se analizó los comportamientos del concreto asfáltico en caliente frente a

los criterios de falla más comunes presentes en los pavimentos flexibles, sin embargo existen otras

investigaciones que indican que el uso de asfaltos modificados con polímeros no solo aumenta el

tiempo de vida útil de un pavimento sino que también, de acuerdo al diseño usando el método

AASHTO - 93 disminuye el espesor de la capa de rodadura produciendo un ahorro cuantitativo

en lo que al metrado total de concreto asfáltico se refiere.

Es necesario aclarar que los aportes del polímero en el cemento asfáltico fluctúan entre un 3%

a 4% esta variabilidad que existe se deberá netamente a los requerimientos que exija cada obra

independientemente.

Existirán vías donde exista mucha variabilidad del gradiente térmico, elevada carga vehicular,

fenómenos de hielo y deshielo, etc. Actualmente las empresas que fabrican asfaltos modificados

con polímeros se adaptan a cada necesidad particular de cada proyecto vial.


Capítulo VII



7.4 ANÁLISIS COMPARATIVO DEL BENEFICIO ECONÓMICO EN EL EMPLEO

DE PAVIMENTO FLEXIBLES CON ASFALTO MODIFICADO.

Habiendo realizado el análisis de costos unitarios para cada tipo de cemento asfáltico, así como

también para cada tipo de contenido de bitumen (optimo y grado de desempeño) se puede analizar

lo siguiente:

Podemos inferir que los asfaltos modificados ya sea usando contenidos óptimos de bitumen y/o

contenidos de bitumen por grado de desempeño relativamente son más elevados en comparación

a un asfalto convencional.

Sin embargo, de acuerdo a la investigación realizada en la presente tesis, los beneficios a corto

mediano y largo plazo, así como también la susceptibilidad de estos asfaltos modificados frente a

los daños por humedad por fatiga y por ahuellamiento son mucho mayores comparados a los

asfaltos convencionales.

400.00

450.00

500.00

550.00

600.00

Contenido Óptimode Bitumen

Contenido deBitumen por PG

PEN 60-70 474.07 500.02

SBS 525.02 561.51

Elvaloy 517.74 561.52

Pre

cio

po

r m

3

PEN 60-70 SBS Elvaloy

Gráfica 7-2 Precio por metro cúbico de Cemento Asfáltico



Conclusiones y Recomendaciones

CONCLUSIONES

1. De acuerdo al objetivo general planteado se determinó el contenido óptimo de bitumen de

las tres mezclas asfálticas estudiadas usando los cementos asfálticos PEN 60-70, SBS y

ELVALOY; resultando 5.03%, 4.50% y 4.40% respectivamente.

2. Según los resultados obtenidos se concluye que la mezcla asfáltica modificada presenta un

aumento del 1.00% en la Densidad, 20% en la Estabilidad y hasta un 10% en el Flujo. Y un

mejor comportamiento físico-mecánico del 7% frente a daños por humedad. Demostrando

cambios en sus propiedades que mejorarían la capacidad de respuesta de las mezclas

asfálticas modificadas frente a los criterios de daño más frecuentes tales como: daño a la

humedad, daño a la fatiga y daño al ahuellamiento.

3. De acuerdo a una disminución de 02-03 veces la deformación por ahuellamiento obtenido

del ensayo de la Rueda de Hamburgo, se lograría un aumento de hasta tres (03) veces el

tiempo de vida útil en comparación a un pavimento convencional.

4. De acuerdo a los resultados de los ensayos SCB y Rueda de Hamburgo donde se determinó

la tenacidad la cual aumentó en 1.25 veces y la deformación permanente vertical la cual

disminuyó a su tercera parte, se concluye que las mezclas asfálticas modificadas poseen

mejores resistencias ante la fatiga y el ahuellamiento.

5. Las mezclas asfálticas modificadas con SBS aumentan en 8.00% el desempeño a la

humedad y al congelamiento mientras que las mezclas asfálticas modificadas con

ELVALOY solo aumentan en 6.00% el desempeño a la humedad mas no al congelamiento.

Lo que demuestra la importancia de conocer estos parámetros para un óptimo diseño de

mezcla asfáltica según las necesidades de cada proyecto.




6. En cuanto a la tenacidad, las mezclas asfálticas modificadas poseen una mejor tendencia de

mantener unidos sus componentes que las mezclas asfálticas convencionales. De las tres

mezclas estudiadas solo la mezcla asfáltica modificada con Polímeros SBS logró llegar al

rango de 50-60 KJ/m2 recomendado por la ASTM D8044.

7. Según el ensayo SCB (Semicircular Beam) se concluyó que las mezclas asfálticas

modificadas son un 40% más elásticas y al mismo tiempo tienen un 20% más de energía de

fluencia (ductilidad) respecto a las mezclas convencionales, por ende poseen un mejor

comportamiento frente al fisuramiento.

8. Las mezclas asfálticas modificadas son mezclas más duras debido al Índice de Rigidez con

valores de 230-250 Kg/mm por otro lado, las mezclas convencionales obtuvieron valores

de 180 Kg/mm. Sin embargo, se pudo comprobar que dichas mezclas poseen mayor

elasticidad y ductilidad.

9. El análisis del Ensayo de Rueda de Hamburgo demuestra que solo las mezclas asfálticas

modificadas con polímeros tienen una buena resistencia frente al ahuellamiento y no

presentan el fenómeno o falla por Stripping; este comportamiento disminuiría drásticamente

la frecuencia del mantenimiento a las mismas.

10. La variación de precios de una mezcla asfáltica modificada usando contenidos óptimos de

bitumen se encuentraría en el rango del 09 al 10 % por encima de una mezcla asfáltica

convencional. Mientras tanto utilizando el contenido de bitumen por grado de desempeño

la variación se encuentra en el rango del 10 al 12%. Teniendo en cuenta que dichos precios

no incluirían fletes, ni costos adicionales generados por la producción de la mezcla asfáltica

modificada.




11. Es necesario indicar que los ensayos realizados en nuestra investigación nos dan una

referencia cercana a la realidad de cómo se desempeñarían estas mezclas asfálticas

modificadas. Sin embargo, para poder determinar exactamente como se comportarían estas

mezclas asfálticas se necesitarían ensayos de mayor precisión tales como Módulo

Resiliente, Módulo Dinámico, entre otros con aplicaciones de cargas cíclicas que simulan

el comportamiento real del pavimento frente a las cargas de tránsito.




RECOMENDACIONES

1. Antes de la realización de cualquier diseño de mezclas asfálticas se recomienda determinar

el Grado de Performance que necesitamos, dado que este variaría de acuerdo a las

exigencias de cada proyecto de manera particular.

2. Se recomienda seguir con las investigaciones acerca de los asfaltos modificados con

polímeros y tomar como base los datos obtenidos en esta tesis para futuras aplicaciones de

mezclas asfálticas en la ciudad de Arequipa.

3. Difundir los ensayos de tracción directa e indirecta en mezclas asfálticas para garantizar un

desempeño óptimo de la mezcla frente a la humedad y al agrietamiento por fatiga e

incluirlos en el proceso de diseño de las mismas, así como también el ensayo de la rueda de

Hamburgo.

4. Se debe tener en cuenta la carta de viscosidad y temperatura para los procesos de mezclado

y compactado. Por fines académicos en esta investigación se estandarizaron las

temperaturas a fin de poder realizar una comparación entre los tres tipos de cemento

asfáltico.

5. Se debe continuar con la investigación de los ensayos dinámicos de tracción y su correlación

con los ensayos estáticos para así poder obtener las leyes de fatiga tanto para las mezclas

asfálticas convencionales como para las modificadas.

6. Se recomienda la realización de al menos uno de los ensayos por desempeño de la presente

investigación para cualquier estudio definitivo que se realice a fin de tener una noción real

del comportamiento de las mezclas asfálticas



Bibliografía

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considerado.html

26. Zuñiga, R. (08 de Junio de 2015). Mezcla asfáltica en caliente. Colombia.



Anexos

ANEXOS



Anexos



Anexos

INDICE DE PLASTICIDAD (malla N° 40)



Anexos



Anexos

INDICE DE PLASTICIDAD (malla N° 200)



Anexos



Anexos

GRAVEDAD ESPECÍFICA Y ABSORCIÓN DE LOS AGREGADOS FINOS



Anexos

influencia del cemento asfÁltico modificado con …

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