Influencia de la temperatura de compactación en mezclas asfáltica

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Universidad de La Salle Universidad de La Salle 
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle 
Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería 
2016 
Influencia de la temperatura de compactación en mezclas Influencia de la temperatura de compactación en mezclas 
asfálticas densas en caliente MDC modificadas con grano de asfálticas densas en caliente MDC modificadas con grano de 
caucho reciclado GCR caucho reciclado GCR 
Diego Fernando González Granada 
Universidad de La Salle, Bogotá 
Alejandro Pedraza Susa 
Universidad de La Salle, Bogotá 
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mezclas asfálticas densas en caliente MDC modificadas con grano de caucho reciclado GCR. Retrieved 
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I 
 
INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA DE COMPACTACIÓN EN MEZCLAS 
ASFÁLTICAS DENSAS EN CALIENTE [MDC] MODIFICADAS CON GRANO DE 
CAUCHO RECICLADO [GCR]” 
 
 
 
 
 
 
 
 
DIEGO FERNANDO GONZÁLEZ GRANADA 
ALEJANDRO PEDRAZA SUSA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2016 
II 
 
Influencia De La Temperatura De Compactación En Mezclas Asfálticas Densas En 
Caliente [MDC] Modificadas Con Grano De Caucho Reciclado [GCR] 
 
 
 
 
ALEJANDRO PEDRAZA SUSA 
DIEGO FERNANDO GONZÁLEZ GRANADA 
 
 
 
 
 
Trabajo de grado presentado como requisito para optar al título de 
Ingeniero Civil 
 
 
 
 
 
Director temático: 
Ing. Martin Ernesto Riascos Caipe, MS. 
Asesora metodológica: 
Lcda. Marlene Cubillos Romero, MS. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Universidad De La Salle 
Facultad de Ingeniería 
Programa De Ingeniería Civil 
Bogotá D.C. 
2016 
3 
 
Agradecimientos 
 
Los autores expresan su agradecimiento a todos los que se encuentran 
nombrados en este espacio, ya que la ayuda de cada uno fue indispensable para 
la realización del trabajo desarrollado. 
Al programa de ingeniería civil por brindarnos la oportunidad de desarrollar 
nuestros estudios universitarios de la mano de un excelente grupo de 
profesionales y bajo las instalaciones y recursos necesarios para nuestro 
desarrollo profesional. 
Al ingeniero Hugo Alexander Rondón H, gestor y promotor del proyecto de 
grado, por su colaboración en todo el proceso investigativo, en la recopilación de 
información y ensayos de laboratorio suministrados por él. 
Al ingeniero Martín Ernesto Riascos Caipe Director temático quien permitió 
darle continuidad al proyecto de grado, por generar aportes en el área de estudios 
de suelos y culminación del proyecto de grado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
Dedicatoria 
Este proyecto de grado quiero dedicarlo en primera instancia a Dios quien siempre 
ha formado parte vital en cada una de mis decisiones, objetivos y sueños 
dándome fuerzas para seguir adelante sin desfallecer en cada uno de los 
obstáculos y momentos difíciles. 
 
A mi familia a quienes por ellos soy lo que soy hoy, mis padres quienes con su 
apoyo incondicional, sus sabios consejos supieron darme fuerzas para confrontar 
los momentos difíciles, dándome los valores, principios, carácter, empeño y 
perseverancia para conseguir mis objetivos. 
 
A mi esposa Katya quien hace parte fundamental en mi vida y a quien agradezco 
compartir en mi vida cada uno de nuestros triunfos y derrotas, mi hijo Juan José 
quien llena mi vida de fortaleza, amor y ganas de seguir consiguiendo objetivos y 
sueños. 
 
Alejandro Pedraza Susa 
 
 
5 
 
DEDICATORIA 
El presente trabajo se lo quiero dedicar a mi madre, Luz Adriana Granada Salazar, 
quien ha sido la persona que me ha apoyado durante toda mi carrera y toda mi vida, 
la que ha hecho que esto sea posible y por quien soy hoy en día, mi apoyo 
incondicional y por la que hoy puedo decir, “Gracias”. 
 
 
 
Diego Fernando González Granada 
 
 
6 
 
Tabla de contenido 
Contenido 
Introducción ........................................................................................................... 11 
El problema ........................................................................................................... 15 
Título .................................................................................................................. 15 
Línea /Grupo/Centro .......................................................................................... 15 
Descripción del proyecto ....................................................................................... 16 
Planteamiento del problema y justificación ........................................................ 16 
Formulación del problema .................................................................................. 19 
Objetivos ............................................................................................................ 20 
Objetivo general .............................................................................................. 20 
Objetivos específicos. ..................................................................................... 20 
Marco referencial ................................................................................................... 21 
Antecedentes teóricos ........................................................................................ 21 
Marco conceptual ............................................................................................... 25 
Pavimento ....................................................................................................... 25 
Pavimento flexible ........................................................................................... 26 
Cemento asfáltico ........................................................................................... 27 
Mezclas modificadas con grano de caucho reciclado GCR ............................ 29 
Granulometría ................................................................................................. 34 
Resistencia de mezclas bituminosas empleando el aparato Marshall ............ 36 
Marco normativo ................................................................................................ 44 
Diagrama metodológico ..................................................................................... 51 
Tipo de investigación ......................................................................................... 52 
Diseño de investigación ..................................................................................... 52 
Resultados y análisis ............................................................................................. 54 
Caracterización de los materiales ...................................................................... 54 
Agregados pétreos ......................................................................................... 54 
Resistencia al Desgasteen la máquina de Los Ángeles ................................ 55 
Índice de aplanamiento y alargamiento .......................................................... 57 
Porcentajes caras fracturadas ........................................................................ 59 
7 
 
Análisis granulométrico ................................................................................... 61 
Análisis y curva granulométrica Tipo 3 ........................................................... 64 
Caracterización del cemento asfáltico 60/70; 80/100 ......................................... 66 
Ensayo de penetración ................................................................................... 67 
Ensayo de ductilidad ....................................................................................... 68 
Ensayo de punto de ablandamiento ............................................................... 69 
Punto de ignición y de llama ........................................................................... 70 
Contenido de agua ......................................................................................... 71 
Contenido óptimo de cemento asfáltico ............................................................. 72 
Método de diseño ........................................................................................... 72 
Diseño Marshall .............................................................................................. 73 
Asfaltos modificados .......................................................................................... 79 
Características del grano de caucho reciclado (GCR) .................................... 80 
Incorporación del GCR al ligante asfaltico ...................................................... 81 
Metodología .................................................................................................... 81 
Intervalos de temperatura de compactación para mezclas modificadas con (GCR)
 85 
Análisis de resultados ..................................................................................... 88 
Estabilidad Marshall ........................................................................................ 89 
Relación Estabilidad – Flujo. ........................................................................... 90 
Conclusiones y recomendaciones .................................................................. 94 
Conclusiones .................................................................................................. 94 
Recomendaciones para trabajos futuros ........................................................ 97 
Bibliografía ............................................................................................................ 99 
Anexos .......................................................................................................... 101 
 
 
8 
 
Lista de figuras 
Figura 1: mezcla asfáltica en el habitáculo de la volqueta .................................... 22 
Figura 2: imagen termográfica de la temperatura de la mezcla asfáltica en el 
habitáculo de la volqueta ....................................................................................... 22 
Figura 3: imagen térmica de la mezcla asfáltica al compactar .............................. 23 
Figura 4: imagen térmica de la mezcla asfáltica al extender ................................. 24 
Figura 5: pavimento flexible................................................................................... 27 
Figura 6: distribución del aprovechamiento de llantas usadas en la cadena de 
gestión (% Ton) ..................................................................................................... 31 
Figura 7: columna de tamices ............................................................................... 34 
Figura 8: tamizado en máquina ............................................................................. 35 
Figura 9: tamizado manualmente .......................................................................... 35 
Figura 10: falla longitudinal.................................................................................... 39 
Figura 11: piel de cocodrilo ................................................................................... 39 
Figura 12: anillo de carga Marshall ....................................................................... 41 
Figura 13: curva granulométrica arena natural ...................................................... 62 
Figura 14: curva granulométrica arenas trituradas ................................................ 63 
Figura 15: curva granulométrica, triturado de ½” ................................................... 63 
Figura 16: curva granulométrica, triturado de ¾” ................................................... 64 
Figura 17: clasificación del material pétreo ........................................................... 65 
Figura 18: clasificación de la granulometría tipo 3 ................................................ 65 
Figura 19: curva granulométrica tipo 3 .................................................................. 66 
Figura 20: ensayo de penetración CA 60/70 y 80/100 .......................................... 67 
Figura 21: ensayo de ductilidad CA 60/70 y 80/100 .............................................. 68 
Figura 22: ensayo punto de ablandamiento CA 60/70 y 80/100 ............................ 69 
Figura 23: ensayo de punto de ignición y de llama CA 60/70 y 80/100 ................. 70 
Figura 24: peso específico CA 60/70 y 80/100 ...................................................... 71 
Figura 25: elaboración de briquetas para ensayo Marshall ................................... 74 
Figura 26: ensayo Marshall, estabilidad/ flujo........................................................ 74 
Figura 27: variación de la estabilidad con respecto al contenido de CA ............... 75 
Figura 28: variación del flujo con respecto al contenido de CA ............................. 76 
Figura 29: variación de la relación estabilidad/flujo vs. Contenido de cemento 
asfáltico ................................................................................................................. 77 
Figura 30: variación de vacíos en el agregado pétreo con respecto al contenido de 
CA ......................................................................................................................... 78 
Figura 31: variación de los vacíos en la mezcla con respecto al contenido de CA 79 
Figura 32: grano de caucho reciclado ................................................................... 82 
Figura 33: ligantes asfáltico sin modificar .............................................................. 82 
Figura 34: incorporación del GCR al ligante asfáltico ............................................ 83 
Figura 35: calentamiento del CA modificado con GCR ......................................... 84 
9 
 
Figura 36: toma de temperatura del CA modificada con GCR .............................. 84 
Figura 37: contenido óptimo de CA modificado con GCR para el agregado pétreo
 .............................................................................................................................. 85 
Figura 38: mezcla del CA modificado con GCR con el agregado pétreo .............. 86 
Figura 39: mezcla del CA modificado con el agregado pétreo .............................. 87 
Figura 40: elaboración de briquetas para compactación ....................................... 87 
Figura 41: compactación de la mezcla modificada con GCR ................................ 88 
Figura 42: briqueta compactada para ensayos de estabilidad/ flujo, Marshall ...... 88 
Figura 43: variación de la estabilidad con respecto a la T (°C) de compactación . 90 
Figura 44: variación de la E/F con respecto a la T(°C) de compactación del CA .. 91 
Figura 45: densidad Bulk vs T (°C) de compactación del CA ................................92 
Figura 46: vacíos (%) vs T (°C) de compactación del CA ..................................... 92 
 
10 
 
Lista de tablas 
Tabla 1: Granulometría para mezclas modificadas con GCR ............................... 14 
Tabla 2: Especificaciones de los cementos asfálticos .......................................... 29 
Tabla 3: Escala granulométrica ............................................................................ 36 
Tabla 4: Ensayos de verificación sobre agregados para mezclas ........................ 44 
Tabla 5: Requisitos mínimos de calidad del CA.................................................... 44 
Tabla 6: Ensayos convencionales a ligantes modificados con GCR .................... 45 
Tabla 7: Ensayos de verificación sobre los agregados para mezclas en caliente 46 
Tabla 8: Ensayos de verificación sobre agregados para mezclas en caliente ...... 47 
Tabla 9: Especificaciones del cemento asfáltico ................................................... 47 
Tabla 10: Parámetros Diseño Marshall ................................................................. 48 
Tabla 11: Datos de gradación, carga abrasiva y revoluciones.............................. 56 
Tabla 12: Tabla resumen índice de aplanamiento ................................................ 57 
Tabla 13: Tabla resumen índice de alargamiento ................................................. 58 
Tabla 14: Resumen porcentaje de caras fracturadas agregado ¾” ...................... 60 
Tabla 15: Resumen porcentaje caras fracturadas agregado ½” ........................... 60 
Tabla 16: Combinación de agregado grueso ........................................................ 60 
Tabla 17: Datos resumen análisis Petrográfico .................................................... 61 
Tabla 18: Resumen análisis cemento asfáltico 60/70 – 80/100 ............................ 72 
Tabla 19: Granulometría de GCR a emplear para modificar el CA ....................... 81 
 
 
11 
 
Introducción 
En el área de ingeniería civil es importante aportar soluciones que permitan 
optimizar, mejorar y generar mayores controles con respecto a la manipulación de 
la materia prima empleada en los procesos de obra civil, esto con el fin de 
garantizar la vida útil de la infraestructura y disminuir en términos de costos, 
tiempos de operación, mantenimientos periódicos que no garantizan la estabilidad 
y perfecto funcionamiento de la misma. Soluciones que deben generarse mediante 
trabajos de investigación que incorporen nuevos materiales que permitan obtener 
mejores características físicas y mecánicas de la materia prima a emplear, 
generando a la vez mejoras en los procesos de producción y controles en obra, 
obteniendo como resultado final materiales con excelente características y 
propiedades que garanticen una mayor vida útil, óptimo servicio y comodidad a la 
necesidad de los usuarios. 
El presente trabajo de grado “INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA DE 
COMPACTACIÓN EN LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS MODIFICADAS CON 
GRANO DE CAUCHO RECICLADO [GCR]” tuvo como objetivo principal estudiar 
el efecto de la temperatura de compactación sobre la resistencia mecánica bajo 
carga monotónica (Marshall) de mezclas asfálticas modificadas por vía húmeda 
mediante la incorporación grano de caucho reciclado [GCR]. Dado los efectos que 
experimentan las mezclas asfálticas con respecto a los cambios de temperatura 
en la ciudad de Bogotá D.C. Desde el proceso de producción en planta, ubicación 
en los habitáculos de las volquetas y finalmente en la pavimentadora para ser 
extendida y compactada, “Con reportes de disminución de temperatura en las 
mezclas asfálticas convencionales con pérdidas hasta del 40% de sus 
12 
 
propiedades mecánicas lo que repercute en el tiempo de vida útil de las 
estructuras” (Reyes, Camacho y Lizcano, 2006). El énfasis del trabajo se hace 
para las condiciones de la ciudad de Bogotá D.C., ya que bajo las condiciones 
climáticas de dicha ciudad, “clima predominantemente frío con temperaturas 
mínimas y máximas promedio de 5°C y 19°C respectivamente, humedad del 60% 
al 100%, altura promedio sobre el nivel del mar de 2640 m y presencia de lluvias 
periódicas en cualquier momento del día, donde se ha reportado en obra 
disminución de la temperatura desde su fabricación hasta su compactación de 
hasta 30°C. (Rondón, Urazán y Chávez, 2015). 
Se pretende analizar si la disminución de la temperatura, desde el momento 
de la producción de mezclas densas en caliente [MDC] modificadas con GCR 
hasta su extensión y compactación, influye en su resistencia mecánica. 
Las especificaciones de GCR en mezclas asfálticas en caliente vía húmeda se 
pueden consultar en la resolución N° 3841 del 5 de septiembre de 2011 Instituto 
de Desarrollo Urbano – [IDU] y Alcaldía Mayor de Bogotá D.C., en donde se 
describen los objetivos, alcances, tipos de materiales, condiciones para el recibo 
de los trabajos, forma de producción del asfalto-caucho y la forma de medida y 
pagos entre otros aspectos, (Rondón y Reyes, 2015). En estas especificaciones 
se puede encontrar claramente que es nula la importancia que se da al efecto de 
la temperatura de compactación, que si bien podría no tener ningún tipo de 
alteración en sus propiedades mecánicas, es conveniente apoyarse en estudios y 
procedimientos experimentales, con el fin de simular las condiciones de pérdida de 
temperatura producidas al momento de extender y compactar las mezclas en obra, 
13 
 
obteniendo de esta manera resultados que permitan conocer plenamente su 
comportamiento. 
El presente estudio evaluó en laboratorio, la influencia de la temperatura de 
compactación sobre la resistencia bajo carga monotónica (Marshall) de mezclas 
asfálticas (MDC) en caliente modificadas con grano de caucho reciclado [GCR], 
haciendo énfasis en su aplicación en la ciudad de Bogotá D.C. (Colombia), ya que 
bajo las condiciones climáticas de dicha ciudad se ha reportado en obra 
disminución de la temperatura de compactación con respecto a la óptima de hasta 
30°C. Se emplearon mezclas densas en caliente (MDC), las cuales se fabricaron 
modificando dos de los tres tipo de cementos asfálticos que se producen en 
Colombia (CA 60-70 ; CA 80-100; CA 40 - 50 ) por vía húmeda, se empleó una 
granulometría con un tamaño máximo nominal de ½” (tipo 3), ver tabla N°1, según 
resolución 3841 del 5 de septiembre del 2011, dichas mezclas mantuvieron su 
dosificación inicial y fueron compactadas bajo temperaturas de 120, 130, 140 y 
150°C, siendo esta última la temperatura recomendada por el ensayo de 
viscosidad efectuado sobre los CA modificados ya que bajo revisión bibliográfica se 
encontró que por encima de los 160°C el asfalto puede envejecer debido a las altas 
temperaturas. 
14 
 
Tabla 1: Granulometría para mezclas modificadas con GCR 
Granulometría para mezclas modificadas con GCR 
 
Fuente: IDU 2011 
 
 
 
 
TIPO1 TIPO2 TIPO3
1" 100 100
3/4" 95-100 95-100 100
1/2" 87-97 83-87 90-100
3/8" 70-80 65-70 83-87
N° 4 43-58 28-42 28-42
N° 8 30-45 14-22 14-22
N° 200 7-10 0-6 0-6.0
TAMIZ
PORCENTAJE QUE PASA
15 
 
El problema 
Título 
“INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA DE COMPACTACIÓN EN MEZCLAS 
ASFÁLTICAS [MDC], MODIFICADAS CON GRANO DE CAUCHO RECICLADO 
[GCR]”. 
Línea /Grupo/Centro 
El siguiente proyecto de grado se llevó a cabo por medio de la línea de 
investigación sobre nuevos materiales para carreteras, comprendida en el Grupo 
de desarrollo Tecnológico INDETEC. 
El proyecto de grado estuvo basado en uno de los objetivos del área de 
“investigación de nuevos materiales para carretera” con el cual se determinó el 
efecto de la temperatura de compactación sobre la resistencia mecánica bajo 
carga monotónica (Marshall), para mezclas (MDC) modificadas con grano de 
caucho reciclado [GCR], vía húmeda. 
 
16 
 
Descripción del proyecto 
Planteamiento del problema y justificación 
A lo largo de la historiaen las obras de infraestructura vial es frecuente 
encontrar diferentes tipos de fenómenos que afectan constantemente las 
estructuras de pavimento flexible, como son los fenómenos de fatiga, 
deformaciones permanentes, fisuras y baches, entre otros. Dichos fenómenos 
representan en las mezclas asfálticas disminución en la vida útil y aumento de 
costos en términos de operación vehicular. 
En busca de encontrar soluciones eficientes, en el mundo se han 
implementado tecnologías que permiten mejorar las propiedades de los materiales 
con el fin de disminuir los factores que inciden en él, a lo largo de un buen tiempo 
se ha venido implementado la incorporación de polímeros los cuales has 
demostrado un buen comportamiento en aspectos físicos y mecánicos, como es el 
caso del grano de caucho reciclado [GCR]. Con este tipo de aditivo, se obtienen 
grandes ventajas en las mezclas asfálticas para la pavimentación de obras viales 
ya que aumentan la resistencia a fenómenos como la fatiga y el ahuellamiento. De 
igual forma son mezclas que aumentan la resistencia a la humedad, al 
envejecimiento, disminuyen el ruido de rodadura, adicional el impacto negativo 
que generan las llantas al medio ambiente ya que son residuos voluminosos que 
ocupan gran espacio en los rellenos sanitarios y en los basureros a cielo abierto. 
En época de lluvia las llantas se convierten en sitios de incubación de 
mosquitos, contaminan visualmente el ambiente y cuando son expuestas al aire 
libre, pueden incendiarse accidentalmente y emitir grandes cantidades de humos 
17 
 
tóxicos. Por lo anterior, en Bogotá D.C., la Secretaría Distrital de Ambiente – [SDA] 
y la Secretaría Distrital de Movilidad – [SDM], crearon la resolución No. 6981 de 
2011 en la cual se dictan los lineamientos para el aprovechamiento de llantas en la 
ciudad de Bogotá D.C., haciendo énfasis en su reutilización para la modificación 
de asfaltos. En dicha Resolución, se obliga a entidades como el Instituto de 
Desarrollo Urbano – [IDU] y la Unidad Administrativa Especial de Mantenimiento y 
Rehabilitación Vial – [UAEMR] a utilizar esta tecnología como técnica de 
pavimentación, a partir de junio del presente año en al menos el 5% de los 
contratos de obra el cual aumentará en 5 unidades porcentuales hasta alcanzar el 
25%. 
“Como desventaja principal de la utilización de esta tecnología se reporta el 
incremento de la viscosidad del ligante asfáltico cuando se adiciona el GCR. Lo 
anterior genera un incremento en las temperaturas de fabricación y compactación 
de la mezcla, lo que aumenta la complejidad del proceso constructivo de capas 
asfálticas con este tipo de material. Otras desventajas son: requerimiento de 
equipos especiales para producirlas e incremento en el costo de fabricación. A 
pesar de lo mencionado anteriormente investigadores como Carlson y Zhu (1999) 
y Way (1999) mencionan que este aumento de costo inicial se verá compensado 
con el aumento de la durabilidad de la mezcla cuando se modifica y en la 
disminución de mantenimiento periódica de la misma”, (Carlson & Zhu, 1999; Way, 
1999, como se citó en Rondón y Reyes, 2015) 
Si la viscosidad de la mezcla modificada con GCR aumenta, y por ende la 
temperatura de compactación, es necesario entonces realizar estudios que 
permitan identificar el cambio que pueden experimentar las propiedades 
18 
 
mecánicas de este tipo de mezcla cuando la temperatura de compactación en 
obra disminuye, teniendo especial cuidado con las condiciones climáticas de 
Bogotá D.C., donde se ha reportado en obra disminución de dicha temperatura de 
compactación con respecto a la óptima de hasta 30°C. 
De acuerdo con la resolución 6981 de 2011 de la Secretaria Distrital de 
Movilidad y de la Secretaria Distrital de Ambiente, la cual busca dar provecho a las 
llantas en desuso para su utilización en obras de infraestructura vial, zonas de 
recreación y producción de materiales acústicos, se pretende reducir el volumen 
de llantas en su disposición final en rellenos sanitarios y el acopio en zonas a cielo 
abierto, donde son generadores de vectores que producen enfermedades. La 
búsqueda constante de nuevas tecnologías que mejoren las propiedades de las 
mezclas asfálticas para satisfacer necesidades en materia de infraestructura vial, 
junto con la preocupación por la protección del medio ambiente, relacionada con la 
disposición de desechos no biodegradables, ha dado como resultado la utilización 
de materiales como plástico, caucho y poliestireno expandido. Los buenos 
resultados obtenidos con el uso de estos elementos, ha fomentado la realización 
de nuevas investigaciones con el objetivo de conocer plenamente su 
comportamiento. 
Hasta el momento, los diferentes estudios han estado encaminados a 
conocer las proporciones adecuadas de asfalto, agregados y caucho, es decir a 
conocer el diseño de la mezcla, pero no se ha establecido cual debe ser la 
temperatura adecuada de compactación de los asfaltos modificados con caucho, 
la cual debe ser más elevada que aquella establecida para mezclas 
convencionales. 
19 
 
Si se tiene en cuenta la importancia de la mezclas modificadas para la 
elaboración de una estructura de pavimento la cual se compone por una serie de 
capas de diversos materiales seleccionados con el fin de resistir las cargas 
impuestas por el tránsito y la acción del medio ambiente, y que adicional a lo 
anterior tienen la función principal de disminuir los esfuerzos que inducen los 
vehículos a la capa más baja de la estructura (sub rasante), se hace importante 
implementar estudios que permitan garantizar la vida útil de esta estructura, 
controlando fenómenos tales como la fatiga térmica, fatiga por repetición de carga 
y ahuellamiento, los cuales son fenómenos comunes que ocurren sobre mezclas 
convencionales. 
Formulación del problema 
¿De qué manera influye la temperatura de compactación sobre la resistencia 
bajo carga monotónica en una mezcla asfáltica (MDC) en caliente modificada con 
grano de caucho reciclado [GCR]? 
20 
 
Objetivos 
Objetivo general 
Analizar la influencia de la temperatura de compactación sobre la 
resistencia mecánica bajo carga monotónica de unas mezclas asfálticas 
(MDC) modificadas con grano de caucho reciclado [GCR]. 
Objetivos específicos. 
Establecer el estado del conocimiento correspondiente al estudio de 
mezclas asfálticas densas en caliente (MDC) y la influencia de temperatura 
de compactación bajo las condiciones de la ciudad de Bogotá D.C, 
Determinar parámetros geo mecánicos de mezclas modificadas con 
grano de caucho reciclado [GCR], mediante ensayos de laboratorio, 
analizando las ventajas en la aplicación de mezclas modificadas. 
Realizar ensayos de laboratorio utilizando mezcla asfáltica 
modificada con grano de caucho reciclado [GCR] y analizar su 
comportamiento mecánico con relación a la temperatura de compactación y 
comparar con temperaturas de compactación de mezclas asfálticas 
convencionales. 
Proponer recomendaciones generales del estudio de la influencia de 
la temperatura de compactación en mezclas asfálticas modificadas con 
Grano de caucho reciclado y su aplicación en la ciudad de Bogotá D.C, 
 
 
21 
 
Marco referencial 
Antecedentes teóricos 
“La adición de grano de caucho reciclado a las mezclas asfálticas se dio 
inicialmente en Estados Unidos durante los años 60, se utilizó en bacheos y 
tratamientos superficiales y la idea fue patentada por Charles McDonald, por lo 
que el proceso recibió el nombre de proceso McDonald. 
Los estudios realizados por Reyes et al. (2006), al estudio previo del 
comportamiento mecánico se han desarrollado en mezclas convencionales 
buscando de esta manera obtener combinaciones de materiales más económicos 
y resistentes. Investigaciones realizadas en Estados Unidos pudieron demostrar 
que se generan problemas de segregación, resistencia y fatiga debido a los 
cambiosde temperatura de compactación en una mezcla asfáltica. Steve Read en 
1996 encontró con ayuda de cámaras termográficas diferencias significativas de 
temperaturas en los habitáculos de las volquetas, en la pavimentadora y a lo largo 
del proceso de extensión y compactación de la mezcla, Figuras 1 y 2, lo cual 
generó problemas en la construcción de varias vías. 
22 
 
 
Figura 1: mezcla asfáltica en el habitáculo de la volqueta 
Fuente: (Reyes, Camacho y Lizcano, 2006) 
 
 
Figura 2: imagen termográfica de la temperatura de la mezcla asfáltica en el habitáculo de la 
volqueta 
Fuente: (Reyes, Camacho y Lizcano, 2006) 
 
Encontrando de esta manera diferencias de temperatura significativas, con 
respecto a la temperatura óptima de compactación, generando comportamientos 
mecánicos desfavorables en las mezclas asfálticas. 
23 
 
Como es el caso del estudio realizado en 1998, al sur de Blaine, 
Washington, el cual consistió en tomar temperaturas por medio de una cámara 
termográfica (figuras 3 y 4), a la construcción de una vía, donde el material 
asfáltico se trasportó a lo largo de 89 km, para luego ser ubicado en la 
pavimentadora y posterior a esto extender y compactar; una vez extendido y 
compactado el material, se procedió a extraer núcleos en las zonas donde se 
presentaron las temperaturas óptimas de compactación y en las zonas de bajas 
temperaturas, obteniendo resultados donde la relación de vacíos y deformaciones 
incrementaba a bajas temperaturas, (Reyes et al.,2006). 
 
Figura 3: imagen térmica de la mezcla asfáltica al compactar 
Fuente: (Reyes, Camacho y Lizcano, 2006) 
 
24 
 
 
Figura 4: imagen térmica de la mezcla asfáltica al extender 
Fuente: (Reyes, Camacho y Lizcano, 2006) 
 
 En la facultad de Ingeniería de la Universidad de Antioquia, una 
investigación acerca del estudio de la influencia de la temperatura y nivel de 
compactación en las propiedades dinámicas para mezclas asfálticas, obteniendo 
los mejores comportamientos de densidad, estabilidad y módulo dinámico, para 
temperaturas comprendidas entre los 140°C y 150ºC y entre 50 y 75 golpes de 
energía de compactación, con descensos de temperaturas de hasta 30ºC de 
compactación y manteniendo la energía de compactación de 75 golpes las 
propiedades mecánicas y dinámicas de las mezclas asfálticas presentan un 
descenso de hasta el 40%” (Reyes et al., 2006). 
Según un estudio correspondiente a la influencia de la temperatura, (Reyes 
y Millán, 2009), la granulometría y el agua en la cohesión de mezclas asfálticas, el 
cual se llevó acabo con la caracterización universal de ligantes (UCL), en seco y 
húmedo. Donde fue posible concluir que la temperatura del ensayo es una variable 
critica en la cohesión, ya que a bajas temperaturas (0 a 10ºC), la cohesión es baja 
y a altas temperaturas (40ºC), se incrementa sustancialmente”. “La temperatura es 
25 
 
una variable muy importante en las obras civiles y, más aún, en aquellas que 
están en constante uso, recibiendo todo tipo de cargas y efectos climatológicos, 
como es el caso de las vías. Por lo tanto, al tener en cuenta que este factor incide 
en el comportamiento de los pavimentos, la vida útil de estos también se ve 
afectada, (Reyes y Millán, 2009). 
Según un estudio de la Alcaldía Mayor de Bogotá y el Instituto de Desarrollo 
Urbano [IDU], (2002), el cual se llevó a cabo analizando las dos formas de 
modificar las mezclas asfálticas vía húmeda (directamente al ligante) vía seca 
(como parte del agregado pétreo) el estudio permitió determinar un mejor 
comportamiento por la vía húmeda obteniendo mezclas más viscosas, flexibles a 
bajas temperaturas y más rígidas a altas temperaturas. Adicional se pudo concluir 
que mezclas modificadas con llanta reciclada presentan mejores comportamientos 
mecánicos con alta resistencia al fisuramiento a bajas temperaturas y menores 
deformaciones permanentes. 
Marco conceptual 
Para llevar a cabo este trabajo de grado es importante analizar y tener en 
cuenta conceptos y características que permitan asimilar de una forma más clara 
todo el proceso, tratamiento y elaboración de las mezclas asfálticas modificadas 
con GCR. 
Pavimento 
Es una estructura vial compuesta por diferentes capas de diversos 
materiales seleccionados con el fin de resistir las cargas impuestas por el 
tránsito y la acción del medio ambiente, adicionalmente todas estas capas 
26 
 
tienen como función disminuir los esfuerzos que inducen los vehículos en la 
sub rasante. 
Pavimento flexible 
La estructura de pavimento flexible está compuesta por varias capas 
de material. Cada capa recibe las cargas por encima de la capa, se 
extiende en ella, entonces pasa a estas cargas a la siguiente capa inferior. 
Por lo tanto, la capa más abajo en la estructura del pavimento, recibe 
menos carga. Con el fin de aprovechar al máximo esta propiedad, las capas 
son generalmente dispuestas en orden descendente de capacidad de 
carga; por lo tanto, la capa superior será la que posee la mayor capacidad 
de carga de material (la más cara) y la de más baja capacidad de carga de 
material (más barata) irá en la parte inferior. La típica estructura de un 
pavimento flexible consta de las siguientes capas: 
Capa superficial: Esta es la capa superior y la capa que entra en 
contacto con el tráfico. Puede estar compuesta por uno o varias capas 
asfálticas. 
Base: Esta es la capa que se encuentra directamente debajo de la 
capa superficial y, en general, se compone de agregados (ya sea 
estabilizado o sin estabilizar). 
Sub-base: Esta es la capa (o capas) que están bajo la capa de base. 
La Sub-base no siempre es necesaria. 
27 
 
 
 
Figura 5: pavimento flexible 
Fuente: Propia 
 
Una mezcla asfáltica en general es una combinación de asfalto y 
agregados minerales pétreos, cubiertos con cemento asfáltico, asfalto 
rebajado o emulsión asfáltica en proporciones exactas. Las proporciones 
relativas de estos minerales determinan las propiedades físicas de la 
mezcla y, eventualmente, el rendimiento de la misma como mezcla 
terminada para un determinado uso. 
Las mezclas se elaboran normalmente en plantas mezcladoras. En 
algunos casos puede efectuarse en el sitio. 
Cemento asfáltico 
Según Rondón y Reyes, (2015), el cemento asfáltico es un producto 
bituminoso semi-sólido a temperatura ambiente, preparado a partir de 
hidrocarburos naturales mediante un proceso de destilación el cual contiene 
una proporción muy baja de productos volátiles, posee propiedades 
aglomerantes y es esencialmente soluble en tricloroetileno. 
CARPETA ASFÁLTICA
BASE GRANULAR
SUBBASE GRANULAR
SUBRASANTE
http://es.wikipedia.org/wiki/Asfalto
28 
 
Los cementos asfálticos se designan por las letras AC o CA y se 
clasifican de acuerdo a su dureza o consistencia. Se caracterizan por medio 
de su penetración y viscosidad, se identifican por intervalos de penetración 
en décimas de milímetro/10. De esta forma su designación puede ser: 
AC 40 – 50 
AC 60 – 70 
AC 85 – 100 
AC 120 – 150 
AC 200 – 300 
El cemento asfáltico es un ligante que se utiliza para fabricar mezclas 
asfálticas en caliente. Lo fabrica Ecopetrol en las refinerías de 
Barrancabermeja y Apiai. En Colombia hay tres tipos de cemento asfáltico: 
Cemento asfáltico 40 – 50 
Cemento asfáltico 60 – 70 (Apiai – Meta). 
Cemento asfáltico 80 – 100 (Barrancabermeja) 
En Colombia se exige la producción industrial de tres tipos de 
cemento asfáltico: CA 80-100 PG 58-22), CA 60-70(mínimo PG 64-22) y CA 
40-50 (Mínimo PG 64-22). El Ca 80-100 como ligante de mezcla en caliente 
es utilizado por lo general en zonas con temperatura medias anuales 
promedio (TMAP) inferiores a los 24ºC, y los CA 60-70 y CA 40-50 para 
temperaturas superiores a 24ºC con respecto al nivel de tránsito que deben 
soportar las mezclas en el pavimento, por lo general se recomienda, para el 
caso de altos volúmenes de tránsito,utilizar CA 60-70 0 CA 40-50 para 
29 
 
fabricar mezclas en caliente, independientemente de la temperatura de la 
zona, (Rondón y Reyes, 2015). 
Los requisitos mínimos de calidad que deben de cumplir los CA en 
Colombia, con el fin de ser utilizados como material para conformar mezclas 
asfálticas se presentan en la siguiente tabla Nº 2 Invías 2013 artículo 410. 
Tabla 2: Especificaciones de los cementos asfálticos 
Especificaciones de los cementos asfálticos 
 
Fuente: (Invías, 2013) 
Mezclas modificadas con grano de caucho reciclado GCR 
“La llanta proveniente de neumáticos usados es tal vez uno de los 
elementos que más se desechan en el mundo. Aproximadamente 300 
millones de llantas de neumático son desechadas anualmente en los 
Estados Unidos (Zhong et al., 2002; Putman, 2005; Shen et al., 2007). De 
acuerdo con Botero et al. (2005), en Puerto Rico se produce un neumático 
de desecho por habitante por año (1 neu/hab/año). Según Neto et al. 
ENSAYO METODO UNIDAD CA-80-100
Penetración 
(25°C, 100g, 5 s)
INV.E- 706 0.1 mm 80-100
Punto de 
ablandamiento
INV.E-712 °C 45-52
Índice de 
penetración 
INV E-724 / - 1.2 a + 0.6
Viscosidad absoluta 
60° C
INV.E-716 P 1000min
Ductilidad ( 25°C 
5cm/min )
INV.E-702 cm 100min
Solubilidad en 
tricloroetileno
INV.E713 % O.2 MAX
Punto de inflamación INV.E709 °C 230 min
Contenido de 
parafina 
INV.E712 % 3 MAX
Ensayo sobre el asfalto original ( Sin someter a proceso de envejecimiento)
30 
 
(2003), en Brasil se producen anualmente cerca de 45 millones de llantas, 
de las cuales 30 millones son desechadas. Magalhães et al. (2003) 
menciona que en Brasil existen aproximadamente 900 millones de 
neumáticos colocados de manera inapropiada en el medio ambiente. Para 
el caso de México se estima que anualmente se desechan unos 25 millones 
de llantas con un peso aproximado de 250.000 toneladas. Este valor 
equivale a un cuarto de llanta por habitante por año”, (Zhong, Zeng & Rose, 
2002; Putman, 2005; Shen & Lee 2007; Botero, Valentín, Suarez, Santos, 
Cáceres y Pando, 2005, como se citó en Rondón, 2011). 
Con el fin de evaluar la forma de utilizar estos desechos, se han 
realizado varias investigaciones y estudios en donde se les da diferentes 
usos: aprovechamiento energético, arrecifes artificiales, plantación de 
árboles, señalizaciones, protección de equipos, paredones de los polígonos 
de tiro, áreas deportivas, muros de contención, control de erosión o 
estabilización de taludes, como barreras en pistas de karts, para 
delimitación de casas, como modificador de concretos hidráulicos y de 
asfaltos y/o mezclas asfálticas. 
En la siguiente figura, se puede observar el uso y aprovechamiento 
que se le da a las llantas usadas en la cadena de gestión y para el caso de 
Bogotá D.C., (DAMA, 2010) 
31 
 
 
Figura 6: distribución del aprovechamiento de llantas usadas en la cadena de gestión (% Ton) 
Fuente: (DAMA, 2010) 
 
Grano de caucho reciclado [GCR] 
El caucho granulado reciclado de neumáticos se obtiene a través de 
la trituración de éstos y la separación de los componentes que los 
constituyen, principalmente el acero y las fibras textiles. La trituración del 
neumático se realiza principalmente por dos métodos. El primero de ellos se 
realiza a temperatura ambiente, consiste en un proceso puramente 
mecánico de trituración, donde los distintos tamaños de los granos de 
caucho dependen de las etapas a las que se halla sometido. El segundo 
corresponde a trituración criogénica, en donde los neumáticos se someten a 
bajas temperaturas, con lo cual el caucho se vuelve frágil y fácil de 
destrozar en pequeñas partículas. Mediante estos dos procesos se obtienen 
migas de caucho con determinadas granulometrías para distintas 
aplicaciones. 
32 
 
Asfalto modificado con caucho 
Los asfaltos modificados fueron utilizados inicialmente en emulsiones 
para impermeabilizantes, en la pavimentación se usó en riegos como 
tratamientos superficiales en frío. Posteriormente, el cemento asfaltico se 
empezó a modificar para utilizarse cuando se requería un asfalto de mejor 
resistencia y calidad que las que podía ofrecer un cemento asfáltico normal. 
Así mismo, durante las últimas dos décadas, la tecnología se ha enfocado 
en el desarrollo de carpetas asfálticas con mayor duración, mayor 
repelencia al agua, mayor resistencia a la lluvia, a la radiación ultravioleta, 
mayor agarre con la llanta, menor huella al paso de los vehículos, mayor 
facilidad en la reparación de los baches y mejor adhesión entre el asfalto y 
el material pétreo, entre otras. Es así como se ha investigado de diferentes 
maneras el asfalto, en donde el asfalto modificado se ha convertido 
últimamente en la mejor opción para fabricar carpetas asfálticas de alto 
desempeño. 
Para el caso de asfalto modificado con grano de caucho molido o 
triturado, se ha demostrado mundialmente, que este tipo de mezclas son 
más durables, disminuyen el impacto ambiental negativo que genera el 
almacenamiento de las llantas en rellenos sanitarios o la incineración de las 
mismas. A largo plazo este tipo de mezclas resultan siendo más 
económicas. 
En Colombia, el Instituto de Desarrollo Urbano [IDU] realizó algunos 
tramos experimentales usando mezclas tipo MD-2 y bajos porcentajes de 
caucho. Después de diferentes estudios, se propuso que la gradación sea 
33 
 
abierta, con el fin de incorporar un mayor porcentaje de caucho y de esta 
forma tener un mejor comportamiento de la mezcla. 
Mezcla por vía seca: Con este método el grano de caucho reciclado 
remplaza una porción del agregado fino, el cual es mezclado directamente 
con los agregados antes de adicionar el ligante en un porcentaje entre el 
1% y el 3% del peso total de los agregados de la mezcla. 
En este proceso es necesario un equipo que suministre la cantidad 
requerida de GCR en el momento justo cuando los agregados alcancen la 
temperatura especificada y antes de adicionar el cemento asfáltico. La 
mezcla por vía seca generalmente se usa para granulometrías densas, 
abiertas o discontinuas. 
Mezcla por vía húmeda: Contrario a la mezcla por vía seca, el grano 
de caucho es adicionado al ligante, el cual recibe el nombre de asfalto-
caucho, en donde el GCR se hincha y se ablanda por la absorción de 
aceites aromáticos. Del tamaño, textura y proporción que presenten las 
partículas de caucho, el tipo de cemento asfáltico, así como del tiempo, la 
temperatura y grado de agitación de la mezcla, dependerá el grado de 
modificación del ligante. 
Según un estudio de la Alcaldía Mayor de Bogotá y el Instituto de 
Desarrollo Urbano IDU, (2002), éste proceso es utilizado principalmente en 
sello de juntas, reparación de grietas y tratamientos superficiales 
especialmente, así como en la elaboración de mezclas asfálticas en 
caliente. 
34 
 
Granulometría 
Es la medición y gradación que se lleva a cabo de los granos de una 
formación sedimentaria, de los materiales sedimentarios, así como de los 
suelos, con fines de análisis, tanto de su origen como de sus propiedades 
mecánicas, y el cálculo de la abundancia de los correspondientes a cada 
uno de los tamaños previstos por una escala granulométrica. 
El método de la clasificación más sencillo y conocido es hacer pasar 
las partículas por una serie de mallas o tamices de distintos anchos de 
entramado, que actúan como filtros de las partículas que comúnmente se 
conoce como columna de tamices. 
 
Figura 7: columna de tamices 
Fuente: propia 
 
Este método consiste en utilizar una serie de tamices con diferentes 
diámetros que son ensamblados en una columna. En la parte superior, 
donde se encuentra el tamiz de mayor diámetro, se agrega el material 
35 
 
original (agregado pétreo) y la columna se somete a vibración y 
movimientos rotatorios intensos en una máquina especial o manualmente. 
 
Figura 8: tamizado en máquina 
Fuente: propia 
 
 
Figura9: tamizado manualmente 
Fuente: propia 
 
36 
 
Luego de algunos minutos, se retiran los tamices y se desensamblan, 
tomando por separado los pesos del material retenido en cado uno de ellos 
y que, en su suma, deben corresponder al peso total del material que 
inicialmente se colocó en la columna de tamices. 
Tabla 3: Escala granulométrica 
Escala granulométrica 
 
Fuente: propia 
 
Resistencia de mezclas bituminosas empleando el aparato Marshall 
El método Marshall sólo es aplicable a mezclas asfálticas en caliente 
para pavimentación que contengan agregados con un tamaño máximo de 
25 mm (1”) o menor. Está pensado para diseño en laboratorio y control de 
campo de mezclas asfálticas en caliente con graduación densa. La 
importancia de los resultados en términos de estimar el comportamiento en 
campo se pierde cuando se realizan modificaciones a los procedimientos 
estándar. 
Este ensayo corresponde a la norma ASTM – D 1559 y consiste en la 
rotura de probetas cilíndricas de 101,6 mm (4”) de diámetro y 63,5 mm (2 
½”) de altura mediante la aplicación de una mordaza perimetral que impone 
una velocidad de deformación constante de 50,8 mm/min. 
Partícula Tamaño
Finos < 0,075 mm
Arenas 0,075 – 4,76 mm
Gravas 4,76 – 75 mm
Guijarros 75 – 300mm
Fragmentos > 300 mm
37 
 
Se fabrican al menos 4 briquetas por cada contenido en ligante a 
ensayar, y se compactan con la masa Marshall de base plana y circular de 
98,4 mm de diámetro y un pistón de 4.536 gr que cae sobre ésta desde una 
altura de 457,2 mm. La mezcla se compactará con un número de impactos 
que dependerán de las características del tráfico. 
En este ensayo se mide la composición volumétrica y la resistencia de 
la mezcla asfáltica bajo carga monotónica a través de la relación entre la 
estabilidad (E) y el flujo (F), con el fin de determinar el porcentaje óptimo de 
cemento asfaltico que debe presentar la mezcla para desarrollar en teoría el 
mejor comportamiento, (Rondón y Reyes, 2015). 
Agregado pétreo: Material duro o inerte, usado en forma de 
partículas gradadas o fragmentos, como parte de un pavimento flexible. 
Estos pueden ser naturales o procesados y de acuerdo a su tamaño pueden 
ser gravas, arenas y relleno mineral. 
Ahuellamiento: Desplazamiento vertical que ocurre debido a la 
acumulación de la componente de la deformación plástica con los ciclos de 
carga y descarga que induce el paso de los vehículos. 
Asfalto: Mineral que puede ser encontrado de forma natural en 
yacimientos o como sub producto de la destilación del petróleo; ideal para 
trabajos de pavimentación. Tiene una consistencia sólida, al calentarlo se 
ablanda y se vuelve líquido, está compuesto por resinas, aceites y 
asfáltenos, este último le confiere la propiedad ligante al asfalto. 
38 
 
Asfalto rebajado: También denominados asfaltos líquidos, son 
materiales asfálticos de consistencia blanda o fluida por lo que salen del 
campo en el que normalmente se aplica el ensayo de penetración, cuyo 
límite máximo es de 300. Son peligrosos y contaminan mucho el ambiente. 
Para obtener este asfalto se le agrega un disolvente al cemento asfáltico y 
dependiendo del disolvente agregado se denominan RC (curado rápido), MC 
(curado medio) y SC (curado lento). 
Caucho: Sustancia natural o sintética caracterizada por su elasticidad, 
repelencia al agua y resistencia eléctrica. El caucho natural se obtiene del 
fluido lácteo blanco llamado látex y el caucho sintético se produce con 
hidrocarburos. 
Fatiga: Es un mecanismo de daño en mezclas asfálticas ocurre en las 
capas ligadas del pavimento y ocurre con el paso continuo de vehículos 
haciendo que la capa asfáltica flexione, generando esfuerzos de tensión en 
su extremo inferior, esta repetición de carga hace que la mezcla asfáltica 
pierda rigidez y origine la aparición de deformaciones plásticas a tracción, 
que a su vez se conducen a la deformación de micro fisuras, (Rondón y 
Reyes, 2015). 
39 
 
 
Figura 10: falla longitudinal 
Fuente: propia 
 
 
Figura 11: piel de cocodrilo 
Fuente: propia 
 
Pavimento flexible: Estructuras viales conformadas por una capa 
asfáltica apoyadas sobre capas de menor rigidez, compuestas por materiales 
granulares no tratados o ligados (base, súbase afirmado y en algunos casos 
sub rasante), soportando los esfuerzos que generan las cargas vehiculares y 
disipándola a través de cada una de las capas de la estructura de tal forma 
40 
 
que no se generen deformaciones que permitan el deterioro funcional y 
estructural de la vía. 
Piel de cocodrilo: Conjunto de grietas interconectadas que forman un 
patrón semejante a la piel de cocodrilo. Su origen es la falla por fatiga de la 
capa de rodadura debido a la acción de cargas repetitivas del tránsito. 
Tamiz: Una malla de filamentos entrecruzados que forman unos 
huecos cuadrados. Éstos sirven para separar las partículas gruesas de las 
finas. 
Diseño Marshall: El objetivo de los ensayos Marshall es determinar el 
contenido óptimo de asfalto para un determinado tipo de mezcla asfáltica, en 
este caso, se consideraron las especificaciones técnicas de la Normativa 
(ASTM D1559), donde se analizan aspectos importantes en para cada tipo 
de mezcla asfáltica en caliente como lo son: la Densidad, la Estabilidad, la 
Deformación, el Contenido de Vacíos en la Mezcla y el Contenido de Vacíos 
en el Agregado Mineral. 
Estabilidad Marshall: La estabilidad de un asfalto es su capacidad de 
resistir desplazamientos y deformación bajo las cargas del tránsito. Un 
pavimento estable es capaz de mantener su forma y lisura bajo cargas 
repetidas, un pavimento inestable desarrolla ahuellamiento (canales), 
ondulaciones (corrugación) y otras señas que indican cambios en la mezcla. 
El valor de estabilidad Marshall es una medida de la carga bajo la cual 
una probeta cede o falla totalmente. Durante un ensayo, cuando la carga es 
aplicada lentamente, los cabezales superior e inferior del aparato se acercan, 
y la carga sobre la briqueta aumenta al igual que la lectura en el indicador del 
41 
 
cuadrante. Luego se suspende la carga una vez se obtiene la carga máxima. 
La carga máxima indicada por el medidor es el valor de Estabilidad Marshall. 
 
Figura 12: anillo de carga Marshall 
Fuente: propia 
 
Densidad y Vacíos: Después de completar las pruebas de 
estabilidad y flujo, se lleva a cabo el análisis de densidad y vacíos para 
cada serie de especímenes de prueba. Se debe determinar la gravedad 
específica teórica máxima (ASTM D2041) para al menos dos contenidos de 
asfalto, preferentemente los que estén cerca del contenido óptimo de 
asfalto. Un valor promedio de la gravedad específica efectiva del total del 
agregado, se calcula de estos valores. Utilizando la gravedad específica y la 
gravedad específica efectiva del total del agregado, así como el promedio 
de las gravedades específicas de las mezclas compactadas, la gravedad 
específica del asfalto y la gravedad específica teórica máxima de la mezcla 
asfáltica, se calcula el porcentaje de asfalto absorbido en peso del 
42 
 
agregado seco, porcentaje de vacíos (Va), porcentaje de vacíos llenados 
con asfalto (VFA), y el porcentaje de vacíos en el agregado mineral (VMA). 
Análisis de VMA: Los vacíos en el agregado mineral, VMA, está 
definidos por el espacio intergranular de vacíos que se encuentra entre las 
partículas de agregado de la mezcla de pavimentación compactada, 
incluyendo los vacíos de aire y el contenido efectivo de asfalto, y se 
expresan como un porcentaje del volumen total de la mezcla. El VMA es 
calculado con base en el peso específico total del agregado y se expresa 
como un porcentaje del volumen total de la mezcla compactada. Por lo 
tanto, el VMA puede ser calculado al restar el volumen de agregado 
(determinado mediante el peso específico total del agregado) del volumen 
total de la mezcla compactada. 
Densidad Bulk: El ensayopara determinar la densidad Bulk (masa 
unitaria suelta y compactada) de los agregados finos y gruesos según la 
norma I.N.V. E217 -13 consiste en tomar una muestra, sea de arena o 
grava (el ensayo es igual para ambos casos), colocarla en un recipiente, 
con volumen conocido o que se pueda hallar fácilmente, hasta llenarlo por 
completo y sin compactar se pesa en una balanza. Luego se repite el 
mismo procedimiento. Pero en esta ocasión llenamos a cada tercio del 
recipiente y compactamos mediante vibrado manual. Finalmente, para 
obtener la densidad Bulk nos basta con dividir el peso del material entre el 
volumen del recipiente. 
Gravedad específica: La prueba de gravedad específica puede 
desarrollarse tan pronto como el espécimen se haya enfriado en un cuarto de 
43 
 
temperatura. Esta prueba se hace de acuerdo con la Norma ASTM D1188, 
gravedad específica de mezclas asfálticas compactadas utilizando parafina; o 
la ASTM D2726, gravedad específica de mezclas asfálticas compactadas 
mediante superficies saturadas de especímenes secos. 
Análisis de VFA: Los vacíos llenos de asfalto, VFA, son el porcentaje 
de vacíos intergranulares entre las partículas de agregado (VMA) que se 
encuentran llenos de asfalto. El VMA abarca asfalto y aire, y por lo tanto, el 
VFA se calcula al restar los vacíos de aire de VMA, y luego dividiendo por el 
VMA, y expresando el valor final como un porcentaje. 
 
 
 
 
44 
 
Marco normativo 
Tabla 4: Ensayos de verificación sobre agregados para mezclas 
Ensayos de verificación sobre agregados para mezclas 
 
Fuente: (Invías, 2013) 
 
Tabla 5: Requisitos mínimos de calidad del CA 
Requisitos mínimos de calidad del CA 
 
Fuente: (Invías, 2013) 
 
 
 
 
 
ENSAYOS
NORMA DE ENSAYOS 
INV - 2013
NT1 NT2 NT3
Índice de alargamiento y 
aplanamiento.
E-240 10% Man 10%Max 10Max
Caras fracturadas E-227
Rodadura 75% Min 
intermedia 60%Min
Rodadura 75% Min 
intermedia 70%Min 
Base 60% Min
Rodadura 85% Min 
intermedia 75%Min 
Base 60% Min
Perdidas en ensayo de Solidez E-220 18% Max 18 % Max 18% Max
Desgaste en la máquina de los 
Àngeles
E-218
Rodadura 25% Max 
intermedia 35%Max Rodadura 25% Max 
intermedia 35%Max 
Base 35% max
Rodadura 25% Max 
intermedia 35%Max 
Base 35% max
Agregado Grueso
ENSAYO METODO UNIDAD CA-80-100
Penetración 
(25°C, 100g, 5 s)
INV.E- 706, ASTM D-15 0.1 mm 80-100
Punto de 
ablandamiento
INV.E-712 ASTM D -3-95 °C 45-52
Índice de 
penetración 
INV E-724, NLT 181 / - 1.2 a + 0.6
Viscosidad absoluta 
60° C
INV.E-716 ASTM D-4402 P 1000min
Ductilidad ( 25°C 
5cm/min )
INV.E-702ASTM D-113 cm 100min
Solubilidad en 
tricloroetileno
INV.E713, ASTMD-95 % O.2 MAX
Punto de inflamación INV.E709, ASTMD-92 °C 230 min
Contenido de 
parafina 
INV.E712,UNE-EN 12606 % 3 MAX
Ensayo sobre el asfalto original ( Sin someter a proceso de envejecimiento)
45 
 
Tabla 6: Ensayos convencionales a ligantes modificados con GCR 
Ensayos convencionales a ligantes modificados con GCR 
 
Fuente: (Invías, 2013) 
 
Metodología 
Se llevó a cabo una metodología de tipo experimental, la cual se puede 
definir como “un estudio en el que se manipulan intencionalmente una o más 
variables independientes (supuestas causas – antecedentes), para analizar las 
consecuencias que la manipulación tiene sobre una o más variables dependientes 
(supuestos efectos consecuentes), dentro de una situación de control para el 
investigador” (Hernández , 2003). De esta manera se buscará la elaboración de 
muestras, con el objeto de analizar el comportamiento de las mismas y posterior a 
esto llegar a conclusiones que permitan generar recomendaciones para una buena 
manipulación en obra. 
 
 
 
MIN MAX MIN MAX MIN MAX
230 ∕ 230 ∕ 230 ∕
25 ∕ 20 ∕ 10 ∕
57 ∕ 54 ∕ 52 ∕
10 ∕ 15 ∕ 25 ∕
25 75 25 75 50 100
1.5 5 1.5 5 1.5 5Pa-s
0.1mm
0.1mm
ºc
%
ºc
ASTM D-2196 
Metodo A 
modificado según 
INV.E-706,ASTM 
D-5
INV.E-706,ASTM 
D-5
INV.E-712,ASTM 
D-36-95
ASTM D-5329
INV.E-709,ASTM 
D-92
Viscosidad a 175ºC
Penetracion 25ºc 
100g, 5s
Penetracion 4ºc 
200g, 60s
Punto de 
ablandamiento
Resilencia a 25ºC 
(%)
Punto de Ignicion
PROPIEDAD ENSAYO UNIDAD
TIPO1 TIPO2 TIPO3
46 
 
Fase 1: Preliminares 
Estudio de antecedentes. 
Recopilación de información (Normas, apuntes, fuentes 
bibliográficas, artículos de internet, otros). 
Seleccionar y organizar la información. 
Redacción del documento. 
Tabla 7: Ensayos de verificación sobre los agregados para mezclas en caliente 
Ensayos de verificación sobre los agregados para mezclas en caliente 
 
Fuente: (Invías, 2013) 
 
Fase 2: caracterización del agregado pétreo y cemento asfáltico 60/70; 
80/100 
Para caracterizar el agregado pétreo se ejecutaron los siguientes 
ensayos siguiendo unos lineamientos específicos, (Invías, 2013): 
 
ENSAYOS
NORMA DE ENSAYOS 
INV - 2013
NT1 NT2 NT3
Índice de alargamiento y 
aplanamiento.
E-240 10% Man 10%Max 10Max
Caras fracturadas E-227
Rodadura 75% Min 
intermedia 60%Min
Rodadura 75% Min 
intermedia 70%Min 
Base 60% Min
Rodadura 85% Min 
intermedia 75%Min 
Base 60% Min
Perdidas en ensayo de Solidez E-220 18% Max 18 % Max 18% Max
Desgaste en la máquina de los 
Àngeles
E-218
Rodadura 25% Max 
intermedia 35%Max Rodadura 25% Max 
intermedia 35%Max 
Base 35% max
Rodadura 25% Max 
intermedia 35%Max 
Base 35% max
Agregado Grueso
47 
 
Tabla 8: Ensayos de verificación sobre agregados para mezclas en caliente 
Ensayos de verificación sobre agregados para mezclas en caliente 
 
Fuente: (Invías, 2013) 
 
Proceso de caracterización del cemento asfáltico 60/70; 80/100. 
Para el desarrollo del proyecto se trabajó con cemento asfaltico CA 
60/70 y CA 80/100, que de acuerdo con las especificaciones del Invías 
(2013), el CA debe cumplir con los requisitos mínimos de calidad descritos 
en la en tabla 5. 
Tabla 9: Especificaciones del cemento asfáltico 
Especificaciones del cemento asfáltico 
 
Fuente: (Invías, 2013) 
 
ENSAYOS
NORMA DE ENSAYOS 
INV - 2013
NT1 NT2 NT3
Índice de alargamiento y 
aplanamiento.
E-240 10% Man 10%Max 10Max
Caras fracturadas E-227
Rodadura 75% Min 
intermedia 60%Min
Rodadura 75% Min 
intermedia 70%Min 
Base 60% Min
Rodadura 85% Min 
intermedia 75%Min 
Base 60% Min
Perdidas en ensayo de Solidez E-220 18% Max 18 % Max 18% Max
Desgaste en la máquina de los 
Àngeles
E-218
Rodadura 25% Max 
intermedia 35%Max Rodadura 25% Max 
intermedia 35%Max 
Base 35% max
Rodadura 25% Max 
intermedia 35%Max 
Base 35% max
Agregado Grueso
ENSAYO METODO UNIDAD CA-80-100
Penetración 
(25°C, 100g, 5 s)
INV.E- 706 0.1 mm 80-100
Punto de 
ablandamiento
INV.E-712 °C 45-52
Índice de 
penetración 
INV E-724 / - 1.2 a + 0.6
Viscosidad absoluta 
60° C
INV.E-716 P 1000min
Ductilidad ( 25°C 
5cm/min )
INV.E-702 cm 100min
Solubilidad en 
tricloroetileno
INV.E713 % O.2 MAX
Punto de inflamación INV.E709 °C 230 min
Contenido de 
parafina 
INV.E712 % 3 MAX
Ensayo sobre el asfalto original ( Sin someter a proceso de envejecimiento)
48 
 
Fase 3: determinación del contenido óptimo del CA, mediante el 
ensayo Marshall 
Se determinó el contenido de cemento asfáltico mediante el ensayo 
Marshall, para ello se fabricaron 5 Briquetas con la granulometría 
establecida en las especificaciones del Instituto de Desarrollo Urbano – 
[IDU] Y Alcaldía Mayor de Bogotá D.C., (2011), y variando el contenido de 
CA tanto para el 60/70 como para el 80/100 en porcentajes de (5%, 5,5%, 
6%, 6,5%) con respecto a la masa de la mezcla, mediante gráficas de 
estabilidad, estabilidad/flujo, vacíos con aire y densidad se obtuvo el 
contenido óptimo del CA. 
Tabla 10: Parámetros Diseño Marshall 
Parámetros Diseño Marshall 
 
Fuente: (Invías, 2013) 
 
Fase 4: modificación del cemento asfáltico 60/70 y 80/100 por vía 
húmeda 
Teniendo en cuenta que para modificar los asfaltos con [GCR], el 
contenido óptimo de [GCR] se encuentra entre el 14% y el 20%con 
respecto a la masa total de la mezcla asfáltica, dicha relación varía 
dependiendo del ligante. Para el cemento asfáltico a trabajar, CA 60/70 y 
NT1 NT2 NT3
Rodadura 3-5 3-5 4-6
Intermedia 4-8 4-8 4-7
Base ∕ 5-8 5-8
Mezclas 38mm
≥13 ≥13 ≥13
Mezclas 25mm ≥14 ≥14 ≥14
Mezclas 19mm ≥15 ≥15 ≥15
Mezclas 10mm ≥16 ≥16 ≥16
Compactacion (Golpes/cara)
Estabilidad Minima (N)
Flujo (mm)
Estabilidad / Flujo (KN/mm)
Vacios en los agregados (VAM) % E-799
vacios con aire (Va) % E-799
E-748 2-4 3-5 3-6
E-748 2-4 2-4 2-3.5
E-748 5000 7500 9000
E-748 50 75 75
Norma de ensayos 
INV
Caracterìsticas
MDC, MSC,MGC
49 
 
CA 80/100 provenientes de las refinerías de Apiai y Barrancabermeja 
respectivamente, se trabajó en el proceso de modificación con proporciones 
en el CA 60/70 del 13% de [GCR] y para el CA 80/100 el 15% de [GCR], 
sobre el peso total de la mezcla asfalto-caucho, teniendo como respaldo los 
estudios realizados por la Alcaldía Mayor de Bogotá y el Instituto de 
Desarrollo Urbano [IDU], (2002). 
Fase 5: intervalos de temperatura de compactación para mezclas 
modificada con GCR 
Una vez obtenido el porcentaje óptimo de CA mediante la fase 3, y 
conociendo la temperatura de compactación de mezclas modificadas con 
[GCR] a 150°C, teniendo como base esta temperatura ya que bajo revisión 
bibliográfica se encontró que por encima de los 160°C el asfalto puede 
envejecer debido a las altas temperaturas, de esta manera mediante el diseño 
Marshall se procedió a emplear temperaturas de compactación de 120, 
130,140 y 150°C, simulando en laboratorio la disminución de temperatura que 
experimentan las mezclas modificadas con [GCR], desde la planta asfaltadora, 
recorrido en habitáculo de las volquetas y hasta ser extendida y compactada 
en obra. 
Fase 6: análisis de resultados y conclusiones 
Registrar los resultados obtenidos en las prácticas realizadas a la 
mezcla. 
Análisis de los resultados mediante la construcción de gráficas en 
donde se establezca el comportamiento para cada una de las 
modificaciones de los ensayos. 
50 
 
Generar recomendaciones. 
Fase 7: redacción del documento 
Proceso continuo en la ejecución del proyecto a fin de que una vez se 
ejecutaran los ensayos establecidos en la metodología, nos permitió redactar 
el documento con cada uno de los resultados obtenidos con su respectivo 
análisis, conclusiones y recomendaciones. 
 
51 
 
Diagrama metodológico 
 
 
 
 
 
 
CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES 
 Modificación del Cemento asfaltico 60/70, 
80/100 mediante GCR vía húmeda 
 Diseño Marshall Disminución de 
temperatura de compactación 
 Conclusiones y recomendaciones 
Agregado pétreo Concrescol S.A 
 Ensayos de laboratorio 
 Dureza 
 Durabilidad 
 Geometría de partículas 
 
C. Asfaltico 60/70 - C. Asfaltico 
80/100 
 Ensayos de laboratorio 
 Ductilidad 
 Penetración 
 Ignición y llama 
 Punto de ablandamiento 
 
 Contenido óptimo de cemento asfaltico mediante Diseño Marshall 
 Estabilidad 
 Flujo 
 Estabilidad /Flujo; Vacíos y Densidad 
 Análisis de resultados de CA modificado mediante parámetros de: 
 Estabilidad 
 flujo 
 relación E/F, vacíos y densidad 
52 
 
Tipo de investigación 
Este proyecto es de tipo experimental, (Tamayo , 2004). Se basó en la 
realización de ensayos de laboratorio que permitieron estudiar el efecto de la 
temperatura de compactación sobre la resistencia mecánica bajo carga 
monotónica de una mezcla asfáltica modificada con [GCR] para aplicar en la 
ciudad de Bogotá D.C., mediante la manipulación rigurosa de variables y 
características de la mezcla mediante pruebas físicas; de esta manera las 
variables a tener en cuenta son: temperatura, energía de compactación, flujo 
y resistencia bajo carga monotónica (estabilidad). 
Diseño de investigación 
El diseño de la investigación fue en laboratorio y se destaca como 
experimental, (Tamayo , 2004), de modo que busca por medio de una 
manipulación directa de las variables determinar unas características propias 
de las mezclas modificadas con [GCR], por medio de ensayos tradicionales 
que permitieron la manipulación exitosa de las variables, de esta forma 
permitir bajo, las especificaciones de [GCR], en mezclas asfálticas en 
caliente vía húmeda del Instituto de Desarrollo Urbano – [IDU] y la Alcaldía 
Mayor de Bogotá D.C., (2011.), y el estudio experimental, ajustar y/o 
corroborar las características de resistencia bajo carga monotónica de una 
mezcla modificada con [GCR] cuando se varía la temperatura de 
compactación . 
 
53 
 
Alcances y limitaciones 
Alcances 
El proyecto buscó mediante el estudio de la influencia de la 
temperatura de compactación, simular las bajas de temperatura que 
experimentan las mezclas desde fábrica hasta ser extendidas y compactadas 
en obra. De esta manera conocer plenamente el comportamiento mecánico 
de las mezclas, de igual manera el estudio permitió conocer la temperatura 
en la cual la mezcla presenta el mejor comportamiento y proponer 
recomendaciones acerca de la temperatura adecuada de compactación de 
las mezclas asfálticas modificadas con [GCR] para aplicarlas en la ciudad de 
Bogotá. Dados los resultados obtenidos nos permitió comparar la diferencia 
que existe entre la temperatura de compactación de las mezclas 
convencionales y las mezclas modificadas con [GCR]. Los ensayos de 
caracterización de los materiales estuvieron seleccionados bajo los criterios 
del director temático. 
Limitaciones 
El presente trabajo está limitado a hacer las comparaciones de 
temperaturas de compactación entre las mezclas asfálticas modificadas con 
grano de caucho reciclado [GCR] vs la temperatura de compactación de 
mezclas asfálticas convencionales para el contenido óptimo de cemento 
asfáltico calculado. 
Según referencias bibliográficas y la experiencia suministrada por el 
asesor temático se pudo encontrar que las bajas de temperatura de las 
mezclas en obra en ocasiones llegan a superar los 50°C por debajo de la 
54 
 
temperatura optima de compactación, de esta manera el estudio estuvo 
limitado a estudiar las bajas de temperaturas en un rango no mayor a los 
30°C con respecto a la temperatura optima de compactación, por aspectos 
económicos. 
El estudio y diseño de la mezcla se enfocó en una sola granulometría 
según especificaciones técnicas mencionadas anteriormente, de esta 
manera el estudio se limitó a conocer el comportamiento de una sola 
mezcla con determinadas características de dosificación. 
El estudio se localizó en conocer plenamente el comportamiento de 
las mezclas dadas las características a las cuales será sometida, mas no 
presentara algún cambio en la dosificación a fin de obtener mejores 
comportamientos en las mezclas. 
Resultados y análisis 
Caracterización de los materiales 
Agregados pétreos 
“Los agregados pétreos más exigentes en cuanto a durabilidad, 
textura y resistencia mecánica se refieren, son aquellos que conformarán las 
mezclas asfálticas, de la calidad de estos materiales depende en gran 
medida la evolución de los mecanismos de daño que ocurren en mezclas 
asfálticas como son el ahuellamiento, la fatiga, el daño por humedad entre 
otros’’, (Invías, 2013). De esta manera buscando analizar el material 
suministrado por Concrescol S.A se procedió a analizar mediante los 
siguientes ensayos establecidos por el Invías, (2013), la granulometría 
55 
 
adecuada y los requisitos mínimos de calidad para conformar mezclas 
asfálticas. 
Resistencia al Desgaste en la máquina de Los Ángeles 
El ensayo aplicado a continuación dio a conocer el porcentaje de 
desgaste que sufrió el agregado grueso en condiciones de roce continuo, 
indicando así si el agregado que se utilizó fue el adecuado para el diseño de 
una mezcla deseada. Dicho desgaste se pudo determinar mediante las 
normas INV E-218 y INV E 219 las cuales permitieronestablecer el desgaste 
del agregado de 12.5 mm (1/2”) y 19mm (3/4”), mediante la máquina de Los 
Ángeles, dicha maquina consta de un tambor cilíndrico hueco de acero con 
su eje horizontal fijado a un motor, el cual le transmite un movimiento 
rotacional alrededor del eje, mediante el cual, a través de un desgaste 
forzado por una carga abrasiva, permite establecer el desgaste de la muestra 
expresada como un porcentaje de la masa inicial de ésta, midiendo la 
diferencia entre la masa inicial de la muestra seca y la masa del material 
desgastado. 
De esta manera estableciendo el tipo de granulometría, una tabla 
permite identificar la cantidad de esferas que se deben utilizar y la cantidad 
de revoluciones por minuto para generar la carga abrasiva necesaria para el 
ensayo como se muestra en la tabla N° 11. 
 
56 
 
Tabla 11: Datos de gradación, carga abrasiva y revoluciones 
Datos de gradación, carga abrasiva y revoluciones 
 
Fuente: (Invías, 2013) 
 
Para el ensayo se tomaron 5004,0 gr de material lavado y retenido 
en el tamiz ½” y 4999,0 gr de agregado lavado y retenido en el 3/8”, el cual 
se depositó en la máquina de Los Ángeles con una granulometría tipo B, 
para un total de 11 esferas y 500 revoluciones por minuto. Una vez puesta 
en la máquina y promediada, la muestra inicial de la final retenida en el 
tamiz 1/2” se encontró un desgaste del 23,7% y para lo retenido en el tamiz 
3/8” un desgaste del 31,0%.De esta manera al obtener resultados por 
debajo del valor máximo establecido en la tabla 400.1 de las 
especificaciones del Invías 2013, donde establece que debe ser de 35% 
máximo, se pudo establecer que el material seleccionado cumple con 
aplicación en base intermedia y de rodadura, registrando mediante los 
resultados obtenidos excelentes propiedades físicas de resistencia y 
durabilidad en la incorporación de mezclas asfálticas. Sin embargo, la 
Pasa Retiene A B C D
3" 2 1/2"
2 1/2" 2"
2" 1(1/2")
1(1/2") 1" 1250
1" 3/4" 1250
3/4" 1/2" 1250 2500
1/2" 3/8" 1250 2500
3/8" N°3 2500
N°3 N°4 2500
N°4 N° 8 5000
12 11 8 6
500 500 500 500
Tamices Pesos y granulometrías de la muestra para ensayo (g)
N° de esferas
N° de revoluciones
57 
 
realidad es que el ensayo solo representa una resistencia al fracturamiento 
entre partículas por impacto, ya que durante la prueba, agregados pétreos 
de hasta 37,5 mm (gravas) son impactados dentro de un cilindro metálico 
por esferas de acero de diámetros aproximados 46,8 mm y una masa 
comprendida entre 390 y 445 gr, las cuales lo fracturaron. 
Índice de aplanamiento y alargamiento 
Este ensayo permitió determinar las características morfológicas y 
mecánicas del agregado pétreo empleado en una mezcla asfáltica, de 
acuerdo a la metodología de la norma INV E-240 del 2013 la cual nos 
permite determinar las propiedades del agregado como puede ser el índice 
de alargamiento y aplanamiento y de esta manera establecer un diseño 
óptimo para las mezclas asfálticas. 
Tabla 12: Tabla resumen índice de aplanamiento 
Tabla resumen índice de aplanamiento 
 
Fuente: Propia 
Peso material Peso partículas % Partículas % retenido Partículas
Pasa Retiene Inicial (A) Aplanadas (B) Aplanadas C Original D Aplanadas E=(C*D)
1 1/2" 1"
1" 3/4" 1140 123 10,8 12,3 133
3/4" 1/2" 1174 135 11,5 17,2 198
1/2" 3/8" 0 45 0,0 8 0
22,3 37,5 330
9%
Tamices
TOTALES:
TOTAL PONDERADO
58 
 
Tabla 13: Tabla resumen índice de alargamiento 
Tabla resumen índice de alargamiento 
 
Fuente: Propia 
 
De esta manera como se observa en las tablas resumen N° 12 y N° 
13 se pudo observar que se implementó una serie de tamices 
comprendidos entre 1 ½ y 3/8 y con la ayuda de un calibrador de espesores 
y un calibrador de longitudes, cuya abertura y longitud corresponden a la 
fracciones que se ensayan, se procedió a implementar el proceso de 
clasificación de material el cual nos permitió determinar el porcentaje de 
alargamiento y de aplanamiento del 6% y 9 % respectivamente cumpliendo 
de esta manera con la tabla 2,16 de las especificaciones del Invías, (2013), 
donde se puede clasificar el material para mezclas asfálticas de alta calidad 
que pueden ser utilizadas para cualquier subcapa dentro de la capa 
asfáltica (rodadura, base intermedia o base asfáltica). 
El ensayo de índice de aplanamiento y de alargamiento es de fácil 
ejecución en laboratorio y arroja estimativos importantes para clasificar a un 
determinado agregado como material adecuado o no para conformar capas 
granulares o como agregado en mezclas bituminosas. 
En general se pudo deducir mediante el ensayo que las partículas 
alargadas o aplanadas se encuentran en proporción pequeña de acuerdo a 
Peso material Peso partículas % Partículas % Retenido Partículas
Pasa Retiene Inicial (A) Aplanadas (B) Aplanadas C Original D Aplanadas E=(C*D)
1 1/2" 1"
1" 3/4" 1140 108 9,5 9,6 90,9
3/4" 1/2" 1174 112 9,5 9,6 91,6
1/2" 3/8" 0 42 0,0 13,6 0
19 32,8 182,5
6%
TOTALES:
TOTAL PONDERADO
Tamices
59 
 
la muestra de agregado seleccionado y por tanto no representa problemas 
en las mezclas asfálticas en el momento de ser compactadas, ya que se 
encuentra en porcentajes tan bajos que el fracturamiento de las partículas 
aplanadas y alargadas que con su consecuente aumento de partículas finas 
no afectó enormemente las propiedades y comportamiento del conjunto de 
los agregados. 
Porcentajes caras fracturadas 
La metodología para determinar el porcentaje de caras fracturadas 
de una muestra de agregado pétreo está basada en la NORMA INV E- 227, 
la cual establece la selección de un cuarteo del total de la muestra a 
trabajar, para el ensayo dicho cuarteo se separó en fracciones de muestra 
comprendidas en tamaños de 37.5 mm y 9.5 mm (1/ ½” y 3/8”), de esta 
manera empleando la metodología y analizando el agregado grueso de ¾” y 
de ½” se obtuvo un peso de 1140gr de agregado retenido en el tamiz ¾” y 
un peso de 1240 gr de agregado retenido en el tamiz de ½”, teniendo como 
resultado un porcentaje de 91% para el agregado de ¾” y un 84% para el 
agregado de ½”. 
Cumpliendo de esta manera con la tabla 2,15, (Invías, 2013), para un 
tránsito NT3 correspondiente a 5 ejes equivalente de 80 kN, como se 
muestran en las tablas resumen N° 14 y 15 de la muestra ensayada en 
laboratorio. 
60 
 
Tabla 14: Resumen porcentaje de caras fracturadas agregado ¾” 
Resumen porcentaje de caras fracturadas agregado ¾” 
 
Fuente: Propia 
 
Tabla 15: Resumen porcentaje caras fracturadas agregado ½” 
Resumen porcentaje caras fracturadas agregado ½” 
 
Fuente: Propia 
 
Solución de sulfato de sodio Na2So4 agregado grueso 
Tabla 16: Combinación de agregado grueso 
Combinación de agregado grueso 
 
Fuente: Propia 
 
Con el ensayo se evaluó la resistencia del agregado pétreo a 
desintegrarse o al intemperismo, al someter la muestra a sulfato de sodio 
en repetidas ocasiones genera expansión dentro de los poros lo cual 
Peso material Peso partículas % Partículas % Retenido Partículas
Pasa Retiene Inicial (A) Aplanadas (B) Aplanadas C Original D Aplanadas E=(C*D)
1 1/2" 1"
1" 3/4" 1140 1020 89,5 4,7 4268
3/4" 1/2" 1174 1075 91,6 50,4 4615
1/2" 3/8" 0 0 0 0 0
181 98,1 8883
91%
Tamices
 TOTALES:
TOTAL PONDERADO
Peso material Peso partículas % Partículas % Retenido Partículas
Pasa Retiene Inicial (A) Aplanadas (B) Aplanadas C Original D Aplanadas E=(C*D)
1 1/2" 1"
1" 3/4"
3/4" 1/2" 1239 1161 93,7 7,5 702,8
1/2" 3/8" 374 299 79,9 19,4 1551
173,7 26,9 2253,7
84%
TOTALES:
TOTAL PONDERADO
Tamices
A B C D E
Pasa Retiene
2 1/2" 1 1/2" 0 0 0 0 0
1 1/2" 3/4 47,7 1500 1309 12,73 6,07
3/4 3/8 50,4 1000 931 6,9 3,48
3/8 Nº 50 0 0 0 0 0
98,1 2500 2240 19,63 9,55
Perdida Total 
%
Perdida 
corregida %
Fraccion
Tipo de gradacion 
TOTAL
Gradacion 
original%
Peso Inicial 
g
Peso Final g
61 
 
produce una rehidratación de la sal y por consiguiente una desintegración 
del material de la muestra,