influencia del cemento asfÁltico modificado con …
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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
MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
3.3.3 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL. .......................................................................................... 90
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
3.4.3 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL. .......................................................................................... 98
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
5.3.2 ENSAYO DE TRACCIÓN DIRECTA EN MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON POLÍMERO
SBS C.A. 5.00%. ............................................................................................................................................... 186
5.3.3 ENSAYO DE TRACCIÓN DIRECTA EN MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON POLÍMERO
ELVALOY C.A. 4.40%. .................................................................................................................................... 189
5.3.4 ENSAYO DE TRACCIÓN DIRECTA EN MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON POLÍMERO
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
6.2.2 MÉTODO TENSILE STRENGTH RATIO (TSR)........................................................................... 202
6.2.3 MÉTODO VIGA SEMI CIRCULAR SIMPLEMENTE APOYADA (SCB). .................................... 203
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
6.3.2 MÉTODO TENSILE STRENGTH RATIO (TSR)........................................................................... 210
6.3.3 MÉTODO VIGA SEMI CIRCULAR SIMPLEMENTE APOYADA (SCB). .................................... 212
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 3-18 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica Convencional de 4.00% .................. 116
Tabla 3-19 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica Convencional de 4.50% .................. 117
Tabla 3-20 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica Convencional de5.00% ................... 117
Tabla 3-21 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica Convencional de5.50% ................... 117
Tabla 3-22 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica Convencional de 6.00% .................. 118
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 3-27 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica Convencional de5.03% ................... 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
Tabla 3-31 Determinación del Numero de Golpes para a% 7.00% de una mezcla Asfáltica Convencional
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
Tabla 3-41 Determinación del Numero de Golpes para a% 7.00% de una mezcla Asfáltica Convencional
.................................................................................................................................................................. 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 4-3 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con SBS de 3.50% ............................. 142
Tabla 4-4 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con SBS de 4.00% ............................. 142
Tabla 4-5 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con SBS de 4.50% ............................. 142
Tabla 4-6 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con SBS de 5.00% ............................. 143
Tabla 4-7 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con SBS de 5.50% ............................. 143
Tabla 4-8 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con SBS de 6.00% ............................. 144
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
Tabla 4-13 Ensayo de Verificación para un Contenido Óptimo de Asfalto para mezcla Asfáltica
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 4-20 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con ELVALOY de 3.50% ................. 156
Tabla 4-21 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con ELVALOY de 4.00% ................. 156
Tabla 4-22 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con ELVALOY de 4.50% ................. 157
Tabla 4-23 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con ELVALOY de 5.00% ................. 157
Tabla 4-24 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con ELVALOY de 5.50% ................. 158
Tabla 4-25 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con ELVALOY de 6.00% ................. 158
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
Tabla 4-30 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con ELVALOY de 4.40% ................. 163
Tabla 4-31 Ensayo de Verificación para un Contenido Óptimo de Asfalto para mezcla Asfáltica
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
Tabla 5-3 Determinación del número de golpes para a% 7.00% de una mezcla Asfáltica Modificada con
SBS - 5.00% .............................................................................................................................................. 177
Tabla 5-4 Ensayo TSR para una mezcla Asfáltica Modificada con SBS 5.00% ....................................... 178
Tabla 5-5 Determinación del número de golpes para a% 7.00% de una mezcla Asfáltica Modificada con
ELVALOY – 4.40% ................................................................................................................................... 179
Tabla 5-6 Ensayo TSR para una mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY 4.40% ............................ 180
Tabla 5-7 Determinación del número de golpes para a% 7.00% de una mezcla Asfáltica Modificada con
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 4-1 Gravedad Máxima Teórica (MTC E-508) .......................................................................... 141
Ecuación 4-2 Gravedad Máxima Teórica (MTC E-508) .......................................................................... 155
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 3-20 Baño María a 60°C .......................................................................................................... 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 3-29 Baño María a 60°C .......................................................................................................... 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.
Generalidades Capítulo I
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.
Generalidades Capítulo I
30 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE 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).
Generalidades Capítulo I
31 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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.
32 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Marco Teórico Capítulo II
2 CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO.
Marco Teórico Capítulo II
33 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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)
Marco Teórico Capítulo II
34 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Marco Teórico Capítulo II
35 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Marco Teórico Capítulo II
36 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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.
Marco Teórico Capítulo II
37 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Marco Teórico Capítulo II
38 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Marco Teórico Capítulo II
39 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Fuente: The Asphalt Institute, 1997
Marco Teórico Capítulo II
40 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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)
Marco Teórico Capítulo II
41 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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)
Marco Teórico Capítulo II
42 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Fuente: The Asphalt Institute, 1997
Marco Teórico Capítulo II
43 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
➢ 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.
Marco Teórico Capítulo II
44 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Marco Teórico Capítulo II
45 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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)
Marco Teórico Capítulo II
46 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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)
Marco Teórico Capítulo II
47 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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)
Marco Teórico Capítulo II
48 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
➢ 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.
Marco Teórico Capítulo II
49 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
➢ 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).
Marco Teórico Capítulo II
50 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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)
Marco Teórico Capítulo II
51 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
➢ 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)
Marco Teórico Capítulo II
52 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
➢ 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.
Fuente: The Asphalt Institute, 1997
Ilustración 2-5 Compatibilidad Asfalto - Polímero
Excelente Muy Buena Buena Media
Media Baja Baja Mala Muy Mala
Marco Teórico Capítulo II
53 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
➢ 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
Marco Teórico Capítulo II
54 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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.
Marco Teórico Capítulo II
55 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
➢ 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
Marco Teórico Capítulo II
56 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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.
Marco Teórico Capítulo II
57 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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)
Marco Teórico Capítulo II
58 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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.
Marco Teórico Capítulo II
59 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Marco Teórico Capítulo II
60 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Marco Teórico Capítulo II
61 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Marco Teórico Capítulo II
62 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
➢ 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
Marco Teórico Capítulo II
63 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Marco Teórico Capítulo II
64 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Marco Teórico Capítulo II
65 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
➢ 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)
Marco Teórico Capítulo II
66 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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.
Marco Teórico Capítulo II
67 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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)
Marco Teórico Capítulo II
68 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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)
Marco Teórico Capítulo II
69 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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.
Marco Teórico Capítulo II
70 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Fuente: Teresa López-Montero El daño por humedad en las mezclas asfálticas
Marco Teórico Capítulo II
71 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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.
Fuente: Teresa López-Montero El daño por humedad en las mezclas asfálticas
Tabla 2-7 Proceso de daño por Humedad
Marco Teórico Capítulo II
72 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
➢ 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.
Fuente: Teresa López-Montero El daño por humedad en las mezclas asfálticas
73 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
3 CAPÍTULO III: POCEDIMIENTO EXPERIMENTAL EN MEZCLA ASFÁLTICA
EN CALIENTE.
74 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
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.
75 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
➢ 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.
Fuente: Manual De Carreteras EG 2013
76 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
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.
Fuente: Manual De Carreteras EG 2013
77 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
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
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
78 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
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.
79 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
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
Fuente: Manual De Carreteras EG 2013
Tabla 3-6 Especificaciones Técnicas del Asfalto por Penetración
80 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
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
Fuente: Manual De Carreteras EG 2013
81 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
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.
82 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
Fotografía 3-5 Pedestal Marshall Fotografía 3-6 Moldes de 4" x 6"
Fotografía 3-7 Termómetro Digital Fotografía 3-8 Balanza Digital
83 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
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
84 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
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.
85 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
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.
86 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
3.2.4 DIAGRAMA DE FLUJO DEL ENSAYO MARSHALL.
Fuente: Elaboración propia
87 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
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
88 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
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.
89 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
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
90 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
3.3.3 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.
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.
91 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
➢ 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.
92 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
➢ 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.
93 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
3.3.4 DIAGRAMA DE FLUJO DEL ENSAYO TSR.
Fuente: Elaboración propia
94 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
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
95 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
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
96 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
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.
3.4.2 EQUIPOS Y HERRAMIENTAS DE LABORATORIO.
3.4.2.1 EQUIPOS Y HERRAMIENTAS USADOS EN EL ENSAYO.
Fotografía 3-31 Mordaza Lottam. Fotografía 3-32 Deformímetro analógico
97 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
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
98 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
3.4.3 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.
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.
99 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
3.4.4 DIAGRAMA DE FLUJO DEL ENSAYO SBC.
Fuente: Elaboración propia
100 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
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
101 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
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).
3.5.2 EQUIPOS Y HERRAMIENTAS DE LABORATORIO.
3.5.2.1 EQUIPOS Y HERRAMIENTAS USADOS EN EL ENSAYO.
Fotografía 3-41 Máquina Rueda de Hamburgo
Fotografía 3-42 Bandejas, Bowls espátulas,
cucharones para preparación de mezclas bituminosas.
102 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
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
103 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
3.5.3 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.
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.
104 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
➢ 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
105 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
3.5.4 DIAGRAMA DE FLUJO.
Fuente: Elaboración propia
106 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
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.
107 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
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%
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
108 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
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
Fuente: Elaboración Propia
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
109 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
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
Fuente: Elaboración Propia
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
110 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Procedimiento Experimental Capítulo III
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
Fuente: Elaboración Propia
Procedimiento Experimental Capítulo III
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
Procedimiento Experimental Capítulo III
112 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Fuente: Elaboración Propia
Procedimiento Experimental Capítulo III
113 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
𝑃 =2.65 ∗ 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 ∗ 𝐼. 𝐴.
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
Fuente: Elaboración Propia
Procedimiento Experimental Capítulo III
114 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
𝑃 =2.65 ∗ 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 ∗ 𝐼. 𝐴.
𝐺𝑠𝑎
𝑃 =2.65 ∗ 32.8237 ∗ 0.00138
2.73
𝑷 = 𝟒. 𝟒𝟎 %
Procedimiento Experimental Capítulo III
115 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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.
Fuente: Elaboración Propia
Procedimiento Experimental Capítulo III
116 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Tabla 3-18 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica Convencional de 4.00%
GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA PARA C.A. 4.0 %
% 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
Gmm Promedio (g/cm3) 2.559
Gsb (g/cm3) 2.656
𝐺𝑚𝑚 =𝐴
𝐴 + 𝐶 − 𝐸
Ecuación 3-5 Gravedad Máxima Teórica (MTC E-508)
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Procedimiento Experimental Capítulo III
117 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Tabla 3-19 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica Convencional de 4.50%
GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA PARA C.A. 4.5 %
% 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
Gmm Promedio (g/cm3) 2.542
Gsb (g/cm3) 2.656
Tabla 3-20 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica Convencional de5.00%
GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA PARA C.A. 5.0 %
% 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
Gmm Promedio (g/cm3) 2.518
Gsb (g/cm3) 2.656
Tabla 3-21 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica Convencional de5.50%
GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA PARA C.A. 5.5 %
% 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
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Procedimiento Experimental Capítulo III
118 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Gmm Promedio (g/cm3) 2.502
Gsb (g/cm3) 2.656
Tabla 3-22 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica Convencional de 6.00%
GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA PARA C.A. 6.0 %
% 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
Gmm Promedio (g/cm3) 2.481
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
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Procedimiento Experimental Capítulo III
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
Fuente: Elaboración Propia
Procedimiento Experimental Capítulo III
120 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Procedimiento Experimental Capítulo III
121 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Procedimiento Experimental Capítulo III
122 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Fuente: Elaboración Propia
Procedimiento Experimental Capítulo III
123 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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.
Tabla 3-27 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica Convencional de5.03%
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
Gmm Promedio (g/cm3) 2.513
Gsb (g/cm3) 2.656
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Procedimiento Experimental Capítulo III
124 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN
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
Fuente: Elaboración Propia
Procedimiento Experimental Capítulo III
125 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Fuente: Elaboración Propia
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
Procedimiento Experimental Capítulo III
126 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Fuente: Elaboración Propia
Procedimiento Experimental Capítulo III
127 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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%
NÚMERO DE GOLPES vs VOLUMEN DE AIRE (a%)
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
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 2.502 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
Fuente: Elaboración Propia
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)
Volumen de Aire vs Numero de Golpes
Gráfica 3-10 Volumen de Aire vs Numero de Golpes para ensayo TSR - Convencional C.A. 5.50%
Procedimiento Experimental Capítulo III
128 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Según la gráfica N° 3-10 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 20 golpes.
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
N° ITEM un M2 M3 M1 M4 M5 M6
1 Diámetro de la briqueta (D) mm 101.33 101.21 101.25 100.90 101.08 100.93
2 Espesor de Briqueta (t) mm 67.16 66.55 66.74 65.30 72.53 65.96
3 Peso Seco g 1199.00 1200.00 1200.00 1202.00 1198.00 1197.00
4 Peso Sumergido en agua g 683.00 682.50 682.00 683.00 683.00 682.50
5 Volumen cm3 516.00 517.50 518.00 519.00 515.00 514.50
6 Peso Unitario briqueta (P.U.) g/cm3 2.324 2.319 2.317 2.316 2.326 2.327
7 Peso Específico Bulk (Gsb) g/cm3 2.66 2.66 2.66 2.66 2.66 2.66
9 Máxima Densidad Teórica (Gmm) g/cm3 2.502 2.502 2.502 2.502 2.502 2.502
10 Porcentaje de Vacíos (a%) % 7.13 7.32 7.41 7.43 7.03 7.01
11 Volumen de Vacíos de Aire (Va) cm3 36.78 37.88 38.38 38.58 36.18 36.08
12 Peso Saturado al Vacío g 1199.00 1200.00 1228.00 1230.00 1225.00 1224.50
13 Volumen Absorbido de Agua (J') cm3 0.00 0.00 28.00 28.00 27.00 27.50
14 Grado de Saturación (S') % 0.00 0.00 72.95 72.57 74.62 76.21
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
2 Carga Máxima en Newton N 3096.0 4297.8 3139.2 3105.8 3125.5 3120.6
3 Daño por Humedad un 4.0 4.5 4.5 4.5
4 Esfuerzo a la Tracción (St) Kpa 289.63 406.20 295.76 300.09 271.43 298.41
5 Esfuerzo a la Tracción Promedio Kpa 347.91 297.92 284.92
6 Ratio de Resistencia Tracción
(TSR) % 85.63 81.89
Fuente: Elaboración Propia
Procedimiento Experimental Capítulo III
129 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Procedimiento Experimental Capítulo III
130 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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%
Fuente: Elaboración Propia
Procedimiento Experimental Capítulo III
131 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN
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
Fuente: Elaboración Propia
Procedimiento Experimental Capítulo III
132 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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%
M D (cm) h (cm) c (cm) Ix (cm4)
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%
M Fmax (Kg) Δ Fmax (mm) Δ max (mm)
M1 532 2.75 4.20
M2 545 2.50 4.00
M3 550 2.75 4.20
M4 530 3.00 4.30
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Procedimiento Experimental Capítulo III
133 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Gráfica de donde obtenemos las siguientes características de la mezcla asfáltica modificada con
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%
PROPIEDADES DE LAS BRIQUETAS SBS 4.50%
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)
Carga vs Deformación
M1 M2 M3 M4
Gráfica 3-12 Carga vs Deformación - Ensayo SCB mezcla Asfáltica Convencional 5.50%
Fuente: Elaboración Propia
Procedimiento Experimental Capítulo III
134 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN
CALIENTE
3.6.6.2.1 ENSAYO SCB - CARACTERÍSTICAS MECANICAS DE LA MEZCLA ASFALTICA CONVENCIONAL PEN 60-70 C.A.
5.50%.
En la tabla N° 3-40 se detallan las características mecánicas obtenidas del ensayo SCB siendo la más importante el Índice de
Tenacidad.
Tabla 3-40 Ensayo Tracción Directa - SCB mezcla Asfáltica Convencional 5.50%
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 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
Fuente: Elaboración Propia
Procedimiento Experimental Capítulo III
135 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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.
3.6.7.1 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° 3-41.
Tabla 3-41 Determinación del Numero de Golpes para a% 7.00% de una mezcla Asfáltica Convencional
NÚMERO DE GOLPES vs VOLUMEN DE AIRE (a%)
N° ITEM un/M 1 2 3 4 5
1 NÚMERO DE GOLPES un 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00
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
AGREGADOS (Gsb) gr./cm3 2.656 2.656 2.656 2.656 2.656
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
Fuente: Elaboración Propia
Procedimiento Experimental Capítulo III
136 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Según la gráfica N° 3-13 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 45 golpes.
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
5 PESO ESPECIFICO BULK DE MEZCLA DE
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)
Volumen de Aire vs Numero de Golpes
Gráfica 3-13 Volumen de Aire vs Numero de Golpes para ensayo de la Rueda de Hamburgo- MAC 5.03%
Fuente: Elaboración Propia
Procedimiento Experimental Capítulo III
137 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Fuente: Elaboración Propia
Procedimiento Experimental Capítulo III
138 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
139 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros
Capítulo IV
4 CAPÍTULO IV: MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON POLÍMEROS.
140 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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.
4.2.1.1 DOSIFICACIÓN PARA DIFERENTES CONTENIDOS DE ASFALTO
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
Fuente: Elaboración Propia
141 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros Capítulo IV
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
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 4-2 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con SBS de 3.00%
GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA PARA C.A. 3.0 %
% 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
Gmm Promedio (g/cm3) 2.604
Gsb (g/cm3) 2.656
𝐺𝑚𝑚 =𝐴
𝐴 + 𝐶 − 𝐸
Ecuación 4-1 Gravedad Máxima Teórica (MTC E-508)
Fuente: Elaboración Propia
142 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros Capítulo IV
Tabla 4-3 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con SBS de 3.50%
GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA PARA C.A. 3.5 %
% 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
Gmm Promedio (g/cm3) 2.580
Gsb (g/cm3) 2.656
Tabla 4-4 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con SBS de 4.00%
GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA PARA C.A. 4.0 %
% 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
Gmm Promedio (g/cm3) 2.559
Gsb (g/cm3) 2.656
Tabla 4-5 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con SBS de 4.50%
GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA PARA C.A. 4.5 %
% 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
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
143 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros Capítulo IV
Gmm Promedio (g/cm3) 2.540
Gsb (g/cm3) 2.656
Tabla 4-6 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con SBS de 5.00%
GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA PARA C.A. 5.0 %
% 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
Gmm Promedio (g/cm3) 2.519
Gsb (g/cm3) 2.656
Tabla 4-7 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con SBS de 5.50%
GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA PARA C.A. 5.5 %
% 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
Gmm Promedio (g/cm3) 2.502
Gsb (g/cm3) 2.656
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
144 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros Capítulo IV
Tabla 4-8 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con SBS de 6.00%
GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA PARA C.A. 6.0 %
% 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
Gmm Promedio (g/cm3) 2.481
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
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros
Capítulo IV
145 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN
CALIENTE
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
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
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros
Capítulo IV
146 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
4.2.1.3.1 GRÁFICAS DE VERIFICACIÓN.
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 (%)
% Volumen de Aire vs % 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
% V.A.M. vs % 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
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros
Capítulo IV
147 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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 (%)
Peso Unitario vs % 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 (%)
Estabilidad vs % Asfalto
Gráfica 4-4 Peso Unitario mezcla Asfáltica Modificada con SBS
Gráfica 4-3 Estabilidad en mezcla Asfáltica Modificada con SBS
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros
Capítulo IV
148 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros
Capítulo IV
149 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
4.2.1.5 ENSAYO DE VERIFICACIÓN MARSHALL.
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%
Volumen de Aire (a%) 4.00
Volumen en el A. Mineral (VAM%) 14.75
Peso Unitario (g/cm3) 2.44
Estabilidad (Kg) 1896.84
Flujo (mm) 4.07
Estabilidad/Flujo (Kg/cm) 4150.00
Temperatura de la Mezcla (°C) 160 °C
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros
Capítulo IV
150 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN
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
1 % CONTENIDO DE CEMENTO ASFÁLTICO EN PESO % 4.50 4.50 5.03
2 % CONTENIDO DE AGREGADO GRUESO EN PESO % 46.32 46.32 46.32
3 % CONTENIDO DE AGREGADO FINO EN PESO % 49.18 49.18 49.18
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 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
9 VOLUMEN DE AIRE (a%) % 4.33 3.94 4.15 3-5 CUMPLE
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
12 PORCENTAJE DE VACIOS LLENOS DE ASFALTO (VFA) % 71.23 73.20 72.21
13 PESO ESPECIFICO DEL ESPECIMEN (P.U.) gr/cm3 2.43 2.44 2.44
14 ESTABILIDAD CORREGIDA (CARGA) kg 1837.60 1902.40 1870.00 Min 831 CUMPLE
15 FLUJO mm 4.05 4.25 4.15 2-5 CUMPLE
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros
Capítulo IV
151 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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.
4.2.2.1 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° 4-14.
Tabla 4-14 Determinación del Numero de Golpes para a% 7.00% de una mezcla Asfáltica Modificada con SBS
NÚMERO DE GOLPES vs VOLUMEN DE AIRE (a%)
N° ÍTEM un/M 1 2 3 4 5
1 NÚMERO DE GOLPES un 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00
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
5 PESO ESPECÍFICO UNITARIO (P.U) gr./cm3 2.302 2.319 2.336 2.347 2.362
6 PESO ESPECÍFICO BULK DE MEZCLA DE
AGREGADOS (Gsb) gr./cm3 2.656 2.656 2.656 2.656 2.656
7 PESO ESPECIFICO MÁXIMO TEÓRICO DE LA
MEZCLA (Gmm) gr./cm3 2.540 2.540 2.540 2.540 2.540
8 GRADO DE COMPACTACIÓN (R) % 90.63 91.30 91.97 92.40 92.99
9 VOLUMEN DE AIRE (a%) % 9.37 8.70 8.03 7.60 7.01
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros
Capítulo IV
152 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Según la gráfica N°4-6 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 75 golpes.
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
5 PESO ESPECÍFICO BULK DE MEZCLA DE
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
Fuente: Elaboración Propia
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
(%)
Número de Golpes (un)
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
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros
Capítulo IV
153 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros
Capítulo IV
154 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros
Capítulo IV
155 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
4.3 ASLFALTO MODIFICADO CON ELVALOY.
4.3.1 CONTENIDO ÓPTIMO DE ASFALTO MODIFICADO CON ELVALOY –
MÉTODO MARSHALL.
4.3.1.1 DOSIFICACIÓN PARA DIFERENTES CONTENIDOS DE ASFALTO
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
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°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
Fuente: Elaboración Propia
Ecuación 4-2 Gravedad Máxima Teórica (MTC E-508)
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros
Capítulo IV
156 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Tabla 4-19 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con ELVALOY de 3.00%
GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA PARA C.A. 3.0 %
% 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
Gmm Promedio (g/cm3) 2.601
Gsb (g/cm3) 2.656
Tabla 4-20 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con ELVALOY de 3.50%
GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA PARA C.A. 3.5 %
% 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
Gmm Promedio (g/cm3) 2.580
Gsb (g/cm3) 2.656
Tabla 4-21 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con ELVALOY de 4.00%
GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA PARA C.A. 4.0 %
% 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
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros
Capítulo IV
157 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Gmm Promedio (g/cm3) 2.556
Gsb (g/cm3) 2.656
Tabla 4-22 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con ELVALOY de 4.50%
GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA PARA C.A. 4.5 %
% 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
Gmm Promedio (g/cm3) 2.542
Gsb (g/cm3) 2.656
Tabla 4-23 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con ELVALOY de 5.00%
GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA PARA C.A. 5.0 %
% 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
Gmm Promedio (g/cm3) 2.518
Gsb (g/cm3) 2.656
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros
Capítulo IV
158 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Tabla 4-24 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con ELVALOY de 5.50%
GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA PARA C.A. 5.5 %
% 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
Gmm Promedio (g/cm3) 2.501
Gsb (g/cm3) 2.656
Tabla 4-25 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con ELVALOY de 6.00%
GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA PARA C.A. 6.0 %
% 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
Gmm Promedio (g/cm3) 2.481
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
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros
Capítulo IV
159 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN
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
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros
Capítulo IV
160 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
4.3.1.3.1 GRÁFICAS DE VERIFICACIÓN.
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 (%)
% Volumen de Aire vs % 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 (%)
% V.A.M. vs % 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
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros
Capítulo IV
161 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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 (%)
Peso Unitario vs % 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
Estabilidad vs % Asfalto
Gráfica 4-11 Estabilidad en mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros
Capítulo IV
162 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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%
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
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
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros
Capítulo IV
163 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Tabla 4-29 Características del Contenido Óptimo de Asfalto mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY
4.3.1.5 ENSAYO DE VERIFICACIÓN MARSHALL.
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.
Tabla 4-30 Gravedad Máxima Teórica para una Mezcla Asfáltica con ELVALOY de 4.40%
GRAVEDAD ESPECÍFICA MÁXIMA TEÓRICA PARA C.A. 4.40 %
% 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
Gmm Promedio (g/cm3) 2.538
Gsb (g/cm3) 2.656
CARACTERÍSTICAS DE LA MEZCLA ASFÁLTICA
MODIFICADA CON ELVALOY - C.A. 4.40%
Volumen de Aire (a%) 4.20
Volumen en el A. Mineral (VAM%) 14.74
Peso Unitario (g/cm3) 2.43
Estabilidad (Kg) 1814.70
Flujo (mm) 3.98
Estabilidad/Flujo (Kg/cm) 4041.00
Temperatura de la Mezcla (°C) 160 °C
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros
Capítulo IV
164 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN
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
1 % CONTENIDO DE CEMENTO ASFÁLTICO EN PESO % 4.40 4.40 5.03
2 % CONTENIDO DE AGREGADO GRUESO EN PESO % 46.37 46.37 46.37
3 % CONTENIDO DE AGREGADO FINO EN PESO % 49.23 49.23 49.23
4 PESO ESPECIFICO 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 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
9 VOLUMEN DE AIRE (a%) % 4.18 4.37 4.28 3-5 CUMPLE
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
12 PORCENTAJE DE VACIOS LLENOS DE ASFALTO (VFA) % 71.95 71.00 71.47
13 PESO ESPECIFICO DEL ESPECIMEN (P.U.) gr/cm3 2.43 2.43 2.43
14 ESTABILIDAD CORREGIDA (CARGA) kg 1825.20 1811.30 1818.25 Min 831 CUMPLE
15 FLUJO mm 3.75 3.80 3.78 2-5 CUMPLE
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Mezcla Asfáltica Modificada con Polímeros
Capítulo IV
165 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN
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
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
166 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Ensayos de Tracción
Capítulo V
5 CAPÍTULO V: ENSAYOS DE TRACCIÓN EN MEZCLAS ASFÁLTICAS
MODIFICADAS CON POLÍMEROS.
167 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Ensayos de Tracción
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)
168 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Ensayos de Tracción
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
Fuente: Comportamiento de mezclas asfálticas densas a partir del ensayo SCB
169 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Ensayos de Tracción
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
Fuente: Comportamiento de mezclas asfálticas densas a partir del ensayo SCB
170 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Ensayos de Tracción
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
171 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Ensayos de Tracción
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
172 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Ensayos de Tracción
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
173 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Ensayos de Tracción
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
174 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Ensayos de Tracción
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.
5.2.1.1 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°5-1.
NÚMERO DE GOLPES vs VOLUMEN DE AIRE (a%)
N° ÍTEM un/M 1 2 3 4 5
1 NÚMERO DE GOLPES un 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00
2 PESO ESPECÍFICO UNITARIO (P.U) gr./cm3 2.294 2.330 2.373 2.378 2.404
3 PESO ESPECÍFICO BULK DE MEZCLA DE
AGREGADOS (Gsb) gr./cm3 2.656 2.656 2.656 2.656 2.656
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%
Fuente: Elaboración Propia
175 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Ensayos de Tracción
Capítulo V
Según la gráfica N°5-1 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 38 golpes.
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
N° ITEM un M4 M5 M2 M3 M1 M6
1 Diámetro de la briqueta (D) mm 101.03 101.25 101.10 101.08 100.45 100.95
2 Espesor de Briqueta (t) mm 64.25 65.23 64.33 65.23 64.13 65.05
3 Peso Seco g 1204.50 1198.50 1195.50 1195.00 1199.00 1193.50
4 Peso Sumergido en agua g 696.00 690.50 689.50 689.00 692.50 687.50
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
(%)
Número de Golpes (un)
Volumen de Aire vs Numero de Golpes
Gráfica 5-1 Volumen de aire vs número de golpes para ensayo TSR - SBS
176 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Ensayos de Tracción
Capítulo V
6 Peso Unitario briqueta (P.U.) g/cm3 2.369 2.359 2.363 2.362 2.367 2.359
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 2.54 2.54 2.54 2.54 2.54 2.54
9 Porcentaje de Vacíos (a%) % 6.74 7.12 6.98 7.02 6.80 7.14
10 Volumen de Vacíos de Aire (Va) cm3 34.29 36.15 35.33 35.53 34.45 36.12
11 Peso Saturado al Vacío g 1204.50 1198.50 1221.90 1222.50 1223.50 1219.50
12 Volumen Absorbido de Agua (J') cm3 0.00 0.00 26.40 27.50 24.50 26.00
13 Grado de Saturación (S') % 0.00 0.00 74.72 77.40 71.11 71.99
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
2 Carga Máxima en Newton N 10317.2 10243.6 8241.4 9800.2 8817.2 9019.3
3 Daño por Humedad un 2.5 2.5 2.5 2.5
4 Esfuerzo a la Tracción (St) Kpa 1011.90 987.47 806.77 946.36 871.43 874.38
5 Esfuerzo a la Tracción Promedio Kpa 999.69 876.57 872.91
6 Ratio de Resistencia Tracción
(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.
Fuente: Elaboración Propia
177 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Ensayos de Tracción
Capítulo V
5.2.2.1 DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE GOLPES.
Tabla 5-3 Determinación del número de golpes para a% 7.00% de una mezcla Asfáltica Modificada con SBS - 5.00%
NÚMERO DE GOLPES vs VOLUMEN DE AIRE (a%)
N° ÍTEM un/M 1 2 3 4 5
1 NÚMERO DE GOLPES un 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00
2 PESO ESPECÍFICO UNITARIO (P.U) gr./cm3 2.312 2.350 2.366 2.385 2.404
3 PESO ESPECIFICO BULK DE MEZCLA DE
AGREGADOS (Gsb) gr./cm3 2.656 2.656 2.656 2.656 2.656
4 PESO ESPECÍFICO MAXIMO TEORICO DE LA
MEZCLA (Gmm) gr./cm3 2.519 2.519 2.519 2.519 2.519
5 GRADO DE COMPACTACIÓN (R) % 91.78 93.29 93.93 94.68 95.43
6 VOLUMEN DE AIRE (a%) % 8.22 6.71 6.07 5.32 4.57
Según la gráfica N° 5-2 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 30 golpes.
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
(%)
Número de Golpes (un)
Volumen de Aire vs Número de Golpes
Fuente: Elaboración Propia
Gráfica 5-2 Volumen de aire vs número de golpes para ensayo TSR - SBS 5.00%
178 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Ensayos de Tracción
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
DESCRIPCIÓN MUESTRA SECA MUESTRA
HUMEDA
MUESTRA
CONGELADA
N° ÍTEM un M1 M2 M4 M5 M3 M6
1 Diámetro de la briqueta (D) mm 101.11 100.94 100.71 101.05 100.73 100.75
2 Espesor de Briqueta (t) mm 65.03 67.22 67.74 64.66 67.48 66.85
3 Peso Seco g 1202.00 1201.00 1199.00 1200.50 1199.50 1199.00
4 Peso Sumergido en agua g 688.00 687.00 685.00 685.50 685.00 685.50
5 Volumen cm3 514.00 514.00 514.00 515.00 514.50 513.50
6 Peso Unitario briqueta (P.U.) g/cm3 2.339 2.337 2.333 2.331 2.331 2.335
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 2.519 2.519 2.519 2.519 2.519 2.519
9 Porcentaje de Vacíos (a%) % 7.16 7.24 7.40 7.46 7.45 7.31
10 Volumen de Vacíos de Aire (Va) cm3 36.83 37.22 38.02 38.42 38.32 37.52
11 Peso Saturado al Vacío g 1202.00 1201.00 1226.00 1228.00 1228.50 1227.00
12 Volumen Absorbido de Agua (J') cm3 0.00 0.00 27.00 27.50 29.00 28.00
13 Grado de Saturación (S') % 0.00 0.00 71.02 71.57 75.68 74.63
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
2 Carga Máxima en Newton N 10366.4 8982.3 8850.70 8950.8 8685.8 8778.3
3 Daño por Humedad un 2.0 2.0 2.0 2.0
4 Esfuerzo a la Tracción (St) Kpa 1003.75 842.79 825.93 872.08 813.60 829.74
5 Esfuerzo a la Tracción Promedio Kpa 923.27 849.00 821.67
6 Ratio de Resistencia Tracción
(TSR) % 91.96 89.00
Fuente: Elaboración Propia
179 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Ensayos de Tracción
Capítulo V
5.2.3 ENSAYO DE TRACCIÓN INDIRECTA EN MEZCLA ASFÁLTICA
MODIFICADA CON POLÍMERO ELVALOY.
5.2.3.1 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°5-5.
Tabla 5-5 Determinación del número de golpes para a% 7.00% de una mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY – 4.40%
NÚMERO DE GOLPES vs VOLUMEN DE AIRE (a%)
N° ÍTEM un/M 1 2 3 4 5
1 NÚMERO DE GOLPES un 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00
2 PESO ESPECÍFICO UNITARIO (P.U) gr./cm3 2.294 2.330 2.373 2.378 2.404
3 PESO ESPECÍFICO BULK DE MEZCLA DE
AGREGADOS (Gsb) gr./cm3 2.656 2.656 2.656 2.656 2.656
4 PESO ESPECÍFICO MÁXIMO TEÓRICO DE LA
MEZCLA (Gmm) gr./cm3 2.538 2.538 2.538 2.538 2.538
5 GRADO DE COMPACTACIÓN (R) % 90.54 92.12 93.74 94.48 95.43
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
Volumen de Aire vs Numero de Golpes
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Gráfica 5-3 Volumen de aire vs número de golpes para ensayo TSR - ELVALOY 4.40%
180 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Ensayos de Tracción
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
DESCRIPCIÓN MUESTRA SECA MUESTRA
HUMEDA
MUESTRA
CONGELADA
N° ITEM un M1 M3 M4 M6 M2 M5
1 Diámetro de la briqueta (D) mm 101.15 101.44 101.11 101.11 101.31 101.15
2 Espesor de Briqueta (t) mm 61.31 64.76 62.81 65.35 67.31 64.35
3 Peso Seco g 1200.50 1201.00 1199.00 1201.00 1195.50 1199.00
4 Peso Sumergido en agua g 692.00 692.00 691.00 692.00 690.00 691.00
5 Volumen cm3 508.50 509.00 508.00 509.00 505.50 508.00
6 Peso Unitario briqueta (P.U.) g/cm3 2.361 2.360 2.360 2.360 2.365 2.360
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 2.538 2.538 2.530 2.538 2.538 2.538
9 Porcentaje de Vacíos (a%) % 6.98 7.03 6.71 7.03 6.82 7.00
10 Volumen de Vacíos de Aire
(Va) cm3 35.49 35.79 34.09 35.79 34.46 35.58
11 Peso Saturado al Vacío g 1200.50 1201.00 1225.40 1228.90 1221.90 1227.20
12 Volumen Absorbido de Agua
(J') cm3 0.00 0.00 26.40 27.90 26.40 28.20
13 Grado de Saturación (S') % 0.00 0.00 77.45 77.95 76.61 79.26
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
2 Carga Máxima en Newton N 7627.3 7416.4 7456.6 5829.1 6515.8 6117.5
3 Daño por Humedad un 2.0 2.0 2.0 2.5
4 Esfuerzo a la Tracción (St) Kpa 782.95 718.70 747.43 561.61 608.26 598.33
5 Esfuerzo a la Tracción Promedio Kpa 750.83 654.52 603.30
6 Ratio de Resistencia Tracción
(TSR) % 87.17 80.35
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
181 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Ensayos de Tracción
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.
5.2.4.1 DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE GOLPES.
Tabla 5-7 Determinación del número de golpes para a% 7.00% de una mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY – 5.00%
NÚMERO DE GOLPES vs VOLUMEN DE AIRE (a%)
N° ITEM un/M 1 2 3 4 5
1 NÚMERO DE GOLPES un 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00
2 PESO ESPECÍFICO UNITARIO (P.U) gr./cm3 2.298 2.331 2.379 2.390 2.422
3 PESO ESPECÍFICO BULK DE MEZCLA DE
AGREGADOS (Gsb) gr./cm3 2.656 2.656 2.656 2.656 2.656
4 PESO ESPECÍFICO MÁXIMO TEÓRICO DE LA
MEZCLA (Gmm) gr./cm3 2.518 2.518 2.518 2.518 2.518
5 GRADO DE COMPACTACIÓN (R) % 91.26 92.57 94.48 94.92 96.19
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
(%)
Número de Golpes (un)
Volumen de Aire vs Número de Golpes
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Gráfica 5-4 Volumen de aire vs número de Golpes para ensayo TSR - ELVALOY 5.00%
182 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Ensayos de Tracción
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
DESCRIPCIÓN MUESTRA SECA MUESTRA
HUMEDA
MUESTRA
CONGELADA
N° ÍTEM un M1 M4 M2 M5 M3 M6
1 Diámetro de la briqueta (D) mm 101.15 101.11 101.31 101.15 101.44 101.11
2 Espesor de Briqueta (t) mm 61.31 62.81 67.31 64.35 64.76 65.35
3 Peso Seco g 1200.50 1199.00 1195.50 1199.00 1201.00 1200.00
4 Peso Sumergido en agua g 687.00 686.50 683.00 687.00 687.00 687.50
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
9 Porcentaje de Vacíos (a%) % 7.15 7.09 7.36 7.00 7.21 7.01
10 Volumen de Vacíos de Aire (Va) cm3 36.73 36.33 37.72 35.83 37.03 35.93
11 Peso Saturado al Vacío g 1200.50 1199.00 1223.30 1227.20 1227.40 1226.50
12 Volumen Absorbido de Agua (J') cm3 0.00 0.00 27.80 28.20 26.40 26.50
13 Grado de Saturación (S') % 0.00 0.00 73.70 78.71 71.29 73.75
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
3 Daño por Humedad un 2.0 1.5 2.0 2.0
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
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
183 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Ensayos de Tracción
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
M D (cm) h (cm) c (cm) Ix (cm4)
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
M Fmax (Kg) Δ Fmax (mm) Δ max (mm)
M1 375 1.60 3.40
M2 372 1.40 3.20
M3 350 1.50 3.50
M4 355 1.70 3.55
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
184 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Ensayos de Tracción
Capítulo V
Gráfica de donde obtenemos las siguientes características de la mezcla asfáltica modificada con
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
PROPIEDADES DE LAS BRIQUETAS SBS 4.50%
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)
Carga vs Deformación
M1 M2 M3 M4
Gráfica 5-5 Carga vs Deformación - Ensayo SCB mezcla Asfáltica Modificada con SBS 4.50%
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Ensayos de Tracción
Capítulo V
185 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN
CALIENTE
5.3.1.1 ENSAYO SCB – CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS DE LA MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON SBS 4.50%.
En la tabla N° 5-12 se detallan las características mecánicas obtenidas del ensayo SCB siendo la más importante el Índice de
Tenacidad.
Tabla 5-12 Ensayo Tracción Directa - SCB mezcla Asfáltica Modificada con SBS
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 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
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Ensayos de Tracción
Capítulo V
186 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
5.3.2 ENSAYO DE TRACCIÓN DIRECTA EN MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA
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%
M D (cm) h (cm) c (cm) Ix (cm4)
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%
M Fmax (Kg) Δ Fmax (mm) Δ max (mm)
M1 444 1.75 3.40
M2 456 1.75 3.70
M3 356 2.00 3.60
M4 500 2.00 3.70
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Ensayos de Tracción
Capítulo V
187 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Gráfica de donde obtenemos las siguientes características de la mezcla asfáltica modificada con
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%
PROPIEDADES DE LAS BRIQUETAS SBS 5.00%
M Δ Fmax
(mm) F max 1/2 Fmax Δm Δmdp
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)
Carga vs Deformación
M1 M2 M3 M4
Gráfica 5-6 Carga vs Deformación - Ensayo SCB mezcla Asfáltica Modificada con SBS 5.00%
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Ensayos de Tracción
Capítulo V
188 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN
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%
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 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
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Ensayos de Tracción
Capítulo V
189 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
5.3.3 ENSAYO DE TRACCIÓN DIRECTA EN MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA
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
M D (cm) h (cm) c (cm) Ix (cm4)
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%
M Fmax (Kg) Δ Fmax (mm) Δ max (mm)
M1 324 1.25 3.3
M2 420 1.25 3.1
M3 236 1.25 3.7
M4 420 1.75 3.8
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Ensayos de Tracción
Capítulo V
190 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Gráfica de donde obtenemos las siguientes características de la mezcla asfáltica modificada con
Polímeros SBS, descritas en las tablas N°5-19 y N°5-20 que nos muestra la tenacidad.
Tabla 5-19 Características obtenidas de la Curva - Ensayo SCB - ELVALOY 4.40%
PROPIEDADES DE LAS BRIQUETAS ELVALOY 4.40%
M Δ Fmax
(mm) F max 1/2 Fmax Δm Δmdp
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)
Carga vs Deformación
M1 M2 M3 M4
Gráfica 5-7 Carga vs Deformación - Ensayo SCB mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY 4.40%
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Ensayos de Tracción
Capítulo V
191 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN
CALIENTE
5.3.3.1 ENSAYO SCB - CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS DE LA MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON ELVALOY
4.40%.
En la tabla N°5-20 se detallan las características mecánicas obtenidas del ensayo SCB siendo la más importante el Índice de
Tenacidad.
Tabla 5-20 Ensayo Tracción Directa - SCB mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY 4.40%
MUESTRA F max (Kg) σmax
(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
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Ensayos de Tracción
Capítulo V
192 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
5.3.4 ENSAYO DE TRACCIÓN DIRECTA EN MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA
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%
M D (cm) h (cm) c (cm) Ix (cm4)
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
M Fmax (Kg) Δ Fmax (mm) Δ max (mm)
M1 439 2.00 3.90
M2 462 2.25 4.20
M3 455 2.00 3.60
M4 450 2.00 3.80
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Ensayos de Tracción
Capítulo V
193 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Gráfica de donde obtenemos las siguientes características de la mezcla asfáltica modificada con
Polímeros SBS, descritas en las tablas N°5-23 y N°5-24 que nos muestra la tenacidad.
Tabla 5-23 Características obtenidas de la Curva - Ensayo SCB - ELVALOY 5.00%
PROPIEDADES DE LAS BRIQUETAS ELVALOY 5.00%
M Δ Fmax
(mm) F max 1/2 Fmax Δm Δmdp
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)
Carga vs Deformación
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%
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Ensayos de Tracción
Capítulo V
194 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN
CALIENTE
5.3.4.1 ENSAYO SCB - CARACTERÍSTICAS MECANICAS DE LA MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON ELVALOY
5.00%.
En la tabla N°5-24 se detallan las características mecánicas obtenidas del ensayo SCB siendo la más importante el Índice de
Tenacidad.
Tabla 5-24 Ensayo Tracción Directa - SCB mezcla Asfáltica Modificada con ELVALOY 5.00%
MUESTRA F max (Kg) σmax
(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
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Ensayos de Tracción
Capítulo V
195 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Porcentaje Cemento Asfáltico % 4.40 5.00
Condición un HÚMEDO CONGELADO HÚMEDO CONGELADO
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
Esfuerzo a la Tracción Promedio en
Seco (St) Kpa 750.83 815.73
Esfuerzo a la Tracción Promedio
(St) Kpa 654.52 603.30 731.91 671.86
Ratio de Resistencia a la Tracción
TSR % 87.17 80.35 89.73 82.36
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Ensayos de Tracción
Capítulo V
196 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Contenido de Asfalto % 4.50 5.00
Fuerza Máxima (Fmax) Kg 363.00 439.00
Esfuerzo Máximo (σmax) Kg/cm2 10.33 12.55
Deformación de Fmax (Δ Fmax) mm 1.55 1.81
Deformación 50%Fmax Post-Pico (Δmdp) mm 2.49 2.69
Índice de Rigidez a la Tracción (IRT) Kg/mm 235.54 241.13
Índice de Tenacidad (IT) Kg-
m/m2 50.75 52.70
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
197 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Análisis y Evaluación de los resultados
Capítulo VI
6 CAPÍTULO VI: ANÁLISIS DE RESULTADOS DE LOS ENSAYOS.
198 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Análisis y Evaluación de los resultados
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
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
199 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Análisis y Evaluación de los resultados
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
Contenido de Asfalto % 5.03 5.50
Condición un HÚMEDO CONGELADO HÚMEDO CONGELADO
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
Ratio de Resistencia a la Tracción
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
Contenido de Asfalto % 5.03 5.50
Fuerza Máxima (Fmax) Kg 432.50 539.25
Esfuerzo Máximo (σmax) Kg/cm2 12.42 15.27
Deformación de Fmax (Δ Fmax) mm 2.55 2.75
Deformación 50%Fmax Post-Pico (Δmdp) mm 3.33 3.46
Índice de Rigidez a la Tracción (IRT) Kg/mm 181.06 192.06
Índice de Tenacidad (IT) Kg-
m/m2 41.96 42.89
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
200 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Análisis y Evaluación de los resultados
Capítulo VI
Fuente: Elaboración Propia
6.2 CARACTERÍSTICAS DEL DISEÑO CON ASFALTO MODIFICADO.
6.2.1 MÉTODO MARSHALL.
6.2.1.1 ASFALTO MODIFICADO CON POLÍMERO SBS.
La tabla N°6-5 muestra las características y propiedades volumétricas de una mezcla asfáltica
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
Volumen De Aire En El Agregado
Mineral (V.A.M) % 15.34 14.88 14.73 14.74 15.19 15.79 17.17
Porcentaje De Vacíos Llenos De Asfalto
(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
Contenido de Asfalto (%) 4.50 5.00
Volumen de Aire (a%) 4.14 3.25
Volumen en el A. Mineral (VAM%) 14.88 15.19
V. de Vacíos llenos de Asfalto (V.F.A) 72.21 78.60
Peso Unitario (g/cm3) 2.44 2.44
Estabilidad (Kg) 1870.00 1847.42
Flujo (mm) 4.07 4.54
Temperatura de la Mezcla (°C) 160 °C 160 °C
Fuente: Elaboración Propia
201 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Análisis y Evaluación de los resultados
Capítulo VI
6.2.1.2 ASFALTO MODIFICADO CON POLÍMERO ELVALOY.
La tabla N°6-7 muestra las características y propiedades volumétricas de una mezcla asfáltica
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
Volumen De Aire En El Agregado
Mineral (V.A.M) % 14.60 14.47 14.64 14.70 15.38 16.30 17.43
Porcentaje De Vacíos Llenos De Asfalto
(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
Contenido de Asfalto (%) 4.40 5.00
Volumen de Aire (a%) 4.28 3.49
Volumen en el A. Mineral (VAM%) 14.99 15.42
V. de Vacíos llenos de Asfalto (V.F.A) 71.47 77.37
Peso Unitario (g/cm3) 2.43 2.43
Estabilidad (Kg) 1818.25 1796.02
Flujo (mm) 3.98 4.63
Temperatura de la Mezcla (°C) 160 °C 160 °C
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
202 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Análisis y Evaluación de los resultados
Capítulo VI
6.2.2 MÉTODO TENSILE STRENGTH RATIO (TSR).
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
Porcentaje Cemento Asfáltico % 4.50 4.40
Condición un HÚMEDO CONGELADO HÚMEDO CONGELADO
Esfuerzo a la Tracción Promedio en
Seco (St) Kpa 999.69 750.83
Esfuerzo a la Tracción Promedio
(St) Kpa 876.57 654.52 654.52 603.30
Ratio de Resistencia a la Tracción
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
Porcentaje Cemento Asfáltico % 5.00 5.00
Condición un HÚMEDO CONGELADO HÚMEDO CONGELADO
Esfuerzo a la Tracción Promedio en
Seco (St) Kpa 923.27 815.73
Esfuerzo a la Tracción Promedio
(St) Kpa 849.00 821.67 731.91 671.86
Ratio de Resistencia a la Tracción
TSR % 91.96 89.00 89.73 82.36
Diferencia % + 4.28 + 1.68 + 2.56 + 2.01
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
203 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Análisis y Evaluación de los resultados
Capítulo VI
Fuente: Elaboración Propia
6.2.3 MÉTODO VIGA SEMI CIRCULAR SIMPLEMENTE APOYADA (SCB).
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
Contenido de Asfalto % 4.50 4.40
Fuerza Máxima (Fmax) Kg 363.00 350.00
Esfuerzo Máximo (σmax) Kg/cm2 10.33 9.86
Deformación de Fmax (Δ Fmax) mm 1.55 1.38
Deformación 50%Fmax Post-Pico (Δmdp) mm 2.49 2.42
Índice de Rigidez a la Tracción (IRT) Kg/mm 235.54 254.06
Índice de Tenacidad (IT) Kg-
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
Contenido de Asfalto % 5.00 5.00
Fuerza Máxima (Fmax) Kg 439.00 451.50
Esfuerzo Máximo (σmax) Kg/cm2 12.55 9.86
Deformación de Fmax (Δ Fmax) mm 1.81 2.06
Deformación 50%Fmax Post-Pico (Δmdp) mm 2.69 2.97
Índice de Rigidez a la Tracción (IRT) Kg/mm 241.13 219.69
Índice de Tenacidad (IT) Kg-
m/m2 52.70 46.55
Fuente: Elaboración Propia
204 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Análisis y Evaluación de los resultados
Capítulo VI
Fuente: Elaboración Propia
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 - -
205 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Análisis y Evaluación de los resultados
Capítulo VI
6.3 ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE RESULTADOS ENTRE MEZCLAS ASFÁLTICAS
CONVENCIONALES Y MODIFICADAS CON POLÍMEROS.
6.3.1 MÉTODO MARSHALL.
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
206 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Análisis y Evaluación de los resultados
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
207 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Análisis y Evaluación de los resultados
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
208 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Análisis y Evaluación de los resultados
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
209 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Análisis y Evaluación de los resultados
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
210 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Análisis y Evaluación de los resultados
Capítulo VI
6.3.2 MÉTODO TENSILE STRENGTH RATIO (TSR).
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
211 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Análisis y Evaluación de los resultados
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
212 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Análisis y Evaluación de los resultados
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.
6.3.3 MÉTODO VIGA SEMI CIRCULAR SIMPLEMENTE APOYADA (SCB).
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
Índice de Tenacidad (IT) Kg-
m/m2 41.96 50.75 45.69
Fuente: Elaboración Propia
213 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Análisis y Evaluación de los resultados
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
214 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Análisis y Evaluación de los resultados
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
215 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Análisis y Evaluación de los resultados
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
216 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Análisis y Evaluación de los resultados
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
217 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Análisis y Evaluación de los resultados
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%
Fuente: Elaboración Propia
Gráfica 6-12 Deformación máxima
Análisis y Evaluación de los resultados
Capítulo VI
218 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS PROPIEDADES DE LA
MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Análisis y Evaluación de los resultados
Capítulo VI
219 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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.
Análisis y Evaluación de los resultados
Capítulo VI
220 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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 -
Fuente: Elaboración Propia
Evaluación Económica
Capítulo VII
221 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
7 CAPÍTULO VII: EVALUACIÓN ECÓNOMICA DEL CEMENTO ASFÁLTICO
MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY.
Evaluación Económica
Capítulo VII
222 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Fuente: The Asphalt Institute, 1997
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
Evaluación Económica
Capítulo VII
223 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Evaluación Económica
Capítulo VII
224 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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%
Fuente: Elaboración Propia
Evaluación Económica
Capítulo VII
225 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Fuente: Elaboración Propia
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
Evaluación Económica
Capítulo VII
226 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Fuente: Elaboración Propia
Evaluación Económica
Capítulo VII
227 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
Rendimiento m3/DIA MO. 289.0000 EQ. 289.0000 Costo unitario directo por: m3 137.60
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
Evaluación Económica
Capítulo VII
228 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
➢ PEN 60-70 al 5.03 %:
Partida 01.01.03 CARPETA ASFALTICA EN CALIENTE E=5.00 cm
Rendimiento m3/DIA MO. 1.0000 EQ. 1.0000 Costo unitario directo por: m3 474.07
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 %:
Partida 01.01.03 CARPETA ASFALTICA EN CALIENTE E=5.00 cm
Rendimiento m3/DIA MO. 1.0000 EQ. 1.0000 Costo unitario directo por: m3 500.02
Código Descripción Recurso Unidad Cuadrilla Cantidad Precio S/. Parcial S/.
Materiales 0101010054 CEMENTO ASFÁLTICO DE PENETRACIÓN 60/70 kg 136.0800 2.23 303.46
303.46
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
➢ SBS al 4.5 %:
Partida 01.01.03 CARPETA ASFALTICA EN CALIENTE E=5.00 cm
Rendimiento m3/DIA MO. 1.0000 EQ. 1.0000 Costo unitario directo por: m3 525.02
Código Descripción Recurso Unidad Cuadrilla Cantidad Precio S/. Parcial S/.
Materiales 0101010054 CEMENTO ASFÁLTICO DE PENETRACIÓN 60/70 kg 111.3400 2.95 328.45
328.45
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
Evaluación Económica
Capítulo VII
229 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
➢ SBS al 5.0 %:
Partida 01.01.03 CARPETA ASFALTICA EN CALIENTE E=5.00 cm
Rendimiento m3/DIA MO. 1.0000 EQ. 1.0000 Costo unitario directo por: m3 561.51
Código Descripción Recurso Unidad Cuadrilla Cantidad Precio S/. Parcial S/.
Materiales 0101010054 CEMENTO ASFÁLTICO DE PENETRACIÓN 60/70 kg 123.7100 2.95 364.94
364.94
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
➢ ELVALOY AL 4.40 %:
Partida 01.01.03 CARPETA ASFALTICA EN CALIENTE E=5.00 cm
Rendimiento m3/DIA MO. 1.0000 EQ. 1.0000 Costo unitario directo por: m3 517.74
Código Descripción Recurso Unidad Cuadrilla Cantidad Precio S/. Parcial S/.
Materiales 0101010054 CEMENTO ASFÁLTICO DE PENETRACIÓN 60/70 kg 108.8700 2.95 321.17
321.17
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
➢ ELVALOY AL 5.0 %:
Partida 01.01.03 CARPETA ASFALTICA EN CALIENTE E=5.00 cm
Rendimiento m3/DIA MO. 1.0000 EQ. 1.0000 Costo unitario directo por: m3 561.52
Código Descripción Recurso Unidad Cuadrilla Cantidad Precio S/. Parcial S/.
Materiales 0101010054 CEMENTO ASFÁLTICO DE PENETRACIÓN 60/70 kg 123.7100 2.95 364.95
364.95
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
Evaluación Económica
Capítulo VII
230 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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.
Evaluación Económica
Capítulo VII
231 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
232 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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.
233 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Conclusiones y Recomendaciones
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.
Conclusiones y Recomendaciones
234 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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.
Conclusiones y Recomendaciones
235 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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
236 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
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237 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
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239 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Anexos
ANEXOS
240 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Anexos
241 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Anexos
242 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Anexos
243 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Anexos
244 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Anexos
245 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Anexos
246 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Anexos
247 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Anexos
248 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Anexos
249 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Anexos
250 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Anexos
INDICE DE PLASTICIDAD (malla N° 40)
251 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Anexos
252 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Anexos
INDICE DE PLASTICIDAD (malla N° 200)
253 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Anexos
254 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Anexos
GRAVEDAD ESPECÍFICA Y ABSORCIÓN DE LOS AGREGADOS FINOS
255 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Anexos
256 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Anexos
257 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Anexos
258 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Anexos
259 INFLUENCIA DEL CEMENTO ASFÁLTICO MODIFICADO CON POLÍMEROS SBS Y ELVALOY SOBRE LAS
PROPIEDADES DE LA MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Anexos