Universidad Nacional de San Antonio Abad Del Cusco

“Año de la lucha contra la corrupción e impunidad”
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD

DEL CUSCO
FACULTAD DE ARQUITECTURA E INGENIERÍA CIVIL

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
Tesis de investigación:
ANÁLISIS DE LA ESTABILIDAD MARSHALL Y LA
DEFORMACIÓN PERMANENTE MEDIANTE EL ENSAYO DE
RUEDA CARGADA DE HAMBURGO DE UNA MEZCLA
ASFÁLTICA MODIFICADA EN CALIENTE CON FIBRAS DE
TEREFTALATO DE POLIETILENO RECICLADO EN LA
CIUDAD DEL CUSCO-2018
Presentado por:
Bach. JORGE EDISON CORBACHO CHIPANA
Jurado asignado:
Ing. WILLIAM AMÉRICO LUNA ROZAS
M.Sc. Ing. CARLOS FERNÁNDEZ BACA VIDAL
Ing. AMÉRICO MONTAÑEZ TUPAYACHI
Cusco-2019
I
DEDICATORIA
A mi madre Rosa Chipana por ser el motor

y la principal fuente de apoyo que hizo posible
alcanzar esta meta.
A mi padre Jorge Corbacho por ser mi guía y la
principal fuente de inspiración que me enseñó
a persistir en mis sueños hasta alcanzarlos.
A mi hermana Karla por ser mi consejera

y la persona que siempre ha estado a mi lado
apoyándome en todos los momentos de mi vida.
I
AGRADECIMIENTOS
Primeramente a Dios, por darme la oportunidad de cumplir esta meta.
A mi familia, por su cariño y apoyo llegué a conseguir una de las metas más importantes de mi vida, que ha sido fruto
del amor y confianza que depositaron en mí.
De manera especial, agradecer al Ing. Gilbert Galdós, por su ayuda y apoyo desinteresado desde el primer momento,
sin el cual hubiera sido muy difícil conseguir este objetivo.
Al Ing. Rodolfo Tisoc, por su tiempo y apoyo que brindó a esta investigación durante su todo su transcurso.
Al Ing. Julio Moscoso, por abrirle las puertas a este trabajo de investigación, de quien recibí en todo momento sus
valiosos consejos.
Al Maestro y técnico de laboratorio, Rudecindo Maquera, por sus enseñanzas que me ha brindado en los momentos
más requeridos de esta investigación.
Al Ing. Jorge Escalante, por darme las facilidades de uso en el laboratorio TDM asfaltos, compartiendo sus
conocimientos técnicos, los cuales dieron un gran soporte a este trabajo de investigación y por ello estaré eternamente
agradecido.
Al Ing. Víctor Moreano, por su interés y apoyo que me brindó desde el primer momento en que aposté en desarrollar
pruebas en el laboratorio TDM asfaltos.
A la planta de asfaltos del Gobierno Regional-Cusco, y a todo su personal, por la donación de los materiales pétreo y
asfáltico, indispensables para el desarrollo de este trabajo de investigación.
A todo el personal del laboratorio TDM asfaltos, quienes al mismo tiempo son mis amigos: Rafael Estrada, Daniel
Cusi, Guillermo, Romel, Edgar, quienes me han brindado nuevas enseñanzas y una ayuda desinteresada.
Agradecer a todos mis amigos y compañeros de la facultad, con los cuales compartí momentos inolvidables.
A mi amigo Darwin, por su tiempo y compañía que dispuso en los momentos más requeridos de este trabajo de
investigación.
A todos y cada una de las personas que me apoyaron desinteresadamente y los cuales hicieron realidad esta meta.
II
INDICE
RESUMEN.............................................................................................................................1
ABSTRACT ...........................................................................................................................2
CAPÍTULO I: ASPECTOS GENERALES .............................................................................3
1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN ..............................3
1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN ..................................5
1.2.1. PROBLEMA GENERAL ...................................................................................5
1.2.2. PROBLEMAS ESPECÍFICOS ...........................................................................5
1.3. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN ..................................................................6
1.3.1 OBJETIVO GENERAL .....................................................................................6
1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS..............................................................................6
1.4. HIPÓTESIS DE LA INVESTIGACIÓN....................................................................7
1.4.1. HIPÓTESIS GENERAL .....................................................................................7
1.5. VARIABLES E INDICADORES ..............................................................................7
1.5.1. VARIABLES .....................................................................................................7
1.5.2. OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES ...................................................9
1.6. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN ......................................................... 10
1.7. DELIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN .................................................... 10
1.8. LIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN ......................................................... 10
CAPITULO II: ANTECEDENTES Y MARCO TEÓRICO .................................................. 11
2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN ....................................................... 11
2.1.1. ANTECEDENTES NACIONALES ................................................................. 11
2.1.2. ANTECEDENTES INTERNACIONALES ...................................................... 12
2.2. MARCO TEÓRICO-CONCEPTUAL ..................................................................... 18
2.2.1. MEZCLAS ASFÁLTICAS............................................................................... 18
III
2.2.2. CONCRETO ASFÁLTICO O MEZCLA ASFALTICA EN CALIENTE ......... 19
2.2.3. MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA ......................................................... 25
2.2.4. METODOS DE DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICA .................................... 28
2.2.5. DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS MEDIANTE MÉTODO MARSHALL

…………………………………………………………………………………..28
2.2.6. MECANISMOS DE DAÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS ............................ 36
CAPÍTULO III: MARCO METODOLÓGICO ..................................................................... 40
3.1. TIPO DE INVESTIGACIÓN .................................................................................. 40
3.2. NIVEL DE INVESTIGACIÓN ............................................................................... 40
3.3. DISEÑO DE INVESTIGACIÓN ............................................................................. 40
3.4. POBLACIÓN Y MUESTRA ................................................................................... 40
3.4.1. POBLACIÓN ................................................................................................... 40
3.4.2. TAMAÑO DE MUESTRA .............................................................................. 41
CAPÍTULO IV: ENSAYOS Y RECOLECCIÓN DE DATOS .............................................. 43
4.1. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS ..................... 43
4.1.1. FICHAS Y FORMATOS ................................................................................. 43
4.1.2. INSTRUMENTOS Y EQUIPOS ..................................................................... 45
4.1.3. LABORATORIOS ........................................................................................... 45
4.2. ENSAYOS Y RECOLECCIÓN DE DATOS DE LOS COMPONENTES DE

MEZCLA ASFÁLTICA ........................................................................................................ 46
4.2.1. AGREGADOS PÉTREOS ............................................................................... 46
4.2.2. LIGANTE ASFÁLTICO .................................................................................. 57
4.2.3. FIBRAS DE TEREFTALATO DE POLIETILENO (PET) ............................... 59
4.3. ENSAYOS Y RECOLECCIÓN DE DATOS DE MEZCLAS ASFÁLTICAS ......... 62
4.3.1. DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICA CONVENCIONAL .............................. 62
IV
4.3.2. DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON FIBRAS DE
TEREFTALATO DE POLIETILENO (PET) ..................................................................... 67
4.4. PRUEBA DE DESEMPEÑO DE RUEDA CARGADA DE HAMBURGO,

ENSAYO LOTTMAN MODIFICADO Y MÓDULO DE RESILENCIA A 20°C Y 25°C ..... 70
4.4.1. PESO ESPECÍFICO RICE ............................................................................... 71
4.4.2. ENSAYO DE RUEDA CARGADA DE HAMBURGO (AASHTO T-324) ...... 73
4.4.3. ENSAYO LOTTMAN MODIFICADO (AASHTO T-283) .............................. 78
4.4.4. ENSAYO DE MODULO RESILIENTE A 20°C Y 25°C ................................. 82
4.5. ANÁLISIS DE PRECIO UNITARIO COMPARATIVO ......................................... 86
CAPÍTULO V: RESULTADOS OBTENIDOS .................................................................... 87
5.1. RESULTADOS DE ENSAYOS DE COMPONENTES DE MEZCLA ASFÁLTICA

……………………………………………………………………………………….87
5.1.1. RESULTADOS DE ENSAYOS DE AGREGADOS PÉTREOS....................... 87
5.1.2. RESULTADOS DE ENSAYOS DE LIGANTE ASFÁLTICO ......................... 88
5.2. RESULTADOS DEL ENSAYO MARSHALL ........................................................ 89
5.2.1. DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CONVENCIONAL .......................... 89
5.2.2. DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA .................................... 93
5.3. RESULTADOS DEL ENSAYO DE RUEDA CARGADA DE HAMBURGO ........ 98
5.4. RESULTADOS DE ENSAYO LOTTMAN MODIFICADO ................................... 98
5.5. RESULTADOS DEL ENSAYO DE MODULO DE RESILENCIA ........................ 98
CAPÍTULO VI: ANÁLISIS DE RESULTADOS ............................................................... 100
6.1. ANÁLISIS DE RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE COMPONENTES DE

MEZCLA ASFÁLTICA ...................................................................................................... 100
6.1.1. GRADACIONES ESTABLECIDAS EN LA NORMA EG-2013 PARA

MEZCLA ASFÁLTICA .................................................................................................. 100
V
6.1.2. ANÁLISIS DE RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE AGREGADOS
PÉTREOS …………………………………………………………………………………102
6.1.3. ANÁLISIS DE RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE LIGANTE

ASFÁLTICO ................................................................................................................... 104
6.2. ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL ENSAYO MARSHALL ............................. 106
6.2.1. REQUISITOS ESTABLECIDOS PARA EL DISEÑO DE MEZCLA

ASFÁLTICA EN CALIENTE ......................................................................................... 106
6.3. ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL ENSAYO RUEDA CARGADA DE

HAMBURGO ..................................................................................................................... 109
6.4. ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL ENSAYO LOTTMAN MODIFICADO ...... 110
6.5. ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL ENSAYO MODULO DE RESILENCIA .... 112
CAPÍTULO VII: CONCLUSIONES .................................................................................. 115
CAPÍTULO VIII: RECOMENDACIONES ........................................................................ 117
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................ 118
DOCUMENTOS DE SITIO WEB ...................................................................................... 119
ANEXO N°1: ENSAYOS DE LABORATORIO PARA COMPONENTES DE MEZCLA

ASFALTICA (AGREGADOS PÉTREOS Y LIGANTE ASFÁLTICO) .................................. 121
ANEXOS N°2: FOTOS DE ENSAYOS DE LABORATORIO (AGREGADOS PÉTREOS Y

LIGANTE ASFÁLTICO) ....................................................................................................... 141
ANEXO N°3: INFORME DEL ENSAYO DE RUEDA CARGADA DE HAMBURGO .... 169
ANEXO N°4: INFORME DEL ENSAYO DE TRACCIÓN INDIRECTA LOTTMAN

MODIFICADO ....................................................................................................................... 174
ANEXO N°5: INFORME DEL ENSAYO DE MODULO RESILIENTE DE MEZCLAS

BITUMINOSAS POR TENSIÓN INDIRECTA ...................................................................... 181
VI
LISTA DE TABLAS
Tabla 1 Matriz de consistencia ................................................................................................8

Tabla 2 Operacionalización de variables .................................................................................9
Tabla 3 Reporte de número de especímenes para mezcla asfaltica convencional y modificada
............................................................................................................................................. 42
Tabla 4 Localización de cantera ............................................................................................ 46
Tabla 5 Producción de la chancadora secundaria ................................................................... 47
Tabla 6 Resumen de características de la Cantera Morro Blanco .......................................... 48
Tabla 7 Combinaciones de sustitución parcial de agregado fino por fibras PET. ................... 61
Tabla 8 Proporciones de los componentes de mezcla asfáltica para ensayo de peso específico
máximo RICE ....................................................................................................................... 71
Tabla 9 Reporte de resultados del ensayo de peso específico máximo RICE ........................ 73
Tabla 10 Proporciones de los componentes de mezcla asfáltica para ensayo de Rueda Cargada
de Hamburgo ........................................................................................................................ 74
Tabla 11 Proporciones de los componentes de mezcla asfáltica para ensayo de Tracción
Indirecta Lottman Modificado .............................................................................................. 78
Tabla 12 Proporciones de los componentes de mezcla asfáltica para ensayo de módulo
resiliente de mezclas bituminosos por tensión indirecta......................................................... 82
Tabla 13 Reporte de análisis de precio unitario de mezcla convencional ............................... 86
Tabla 14 Reporte de análisis de precio unitario de mezcla modificada ................................. 86
Tabla 15 Reportes de control de calidad de agregado grueso ................................................ 87
Tabla 16 Reportes de control de calidad de agregado fino .................................................... 87
Tabla 17 Reportes de control de calidad del bitumen asfáltico PEN 120-150 ....................... 88
Tabla 18 Diseño de mezcla asfáltica convencional ................................................................ 92
Tabla 19 Diseño de mezcla asfáltica modificada parte 1........................................................ 96
Tabla 20 Diseño de mezcla asfáltica modificada parte 2....................................................... 97
Tabla 21 Reporte de resultados del ensayo de Rueda Cargada de Hamburgo ........................ 98
Tabla 22 Reporte de resultados del ensayo de Tracción Indirecta Lottman Modificado ........ 98
Tabla 23 Reporte de resultados del ensayo de módulo de resilencia por tracción indirecta para
mezcla asfáltica convencional a 20°C ................................................................................... 98
VII
mezcla asfáltica modificada a 20°C ...................................................................................... 99
mezcla asfáltica convencional a 25°C ................................................................................... 99
mezcla asfáltica modificada a 25°C ...................................................................................... 99
Tabla 27 Husos granulométrico ......................................................................................... 100
Tabla 28 Requerimientos para agregado grueso ................................................................. 102
Tabla 29 Requerimientos de agregado fino ........................................................................ 102
Tabla 30 Análisis de resultados del control de calidad de agregado grueso ......................... 103
Tabla 31 Análisis de resultados del control de calidad de agregado fino ............................. 103
Tabla 32 Especificaciones del cemento asfáltico clasificado por penetración ..................... 104
Tabla 33 Análisis de resultados del control de calidad del bitumen asfáltico PEN 120-150 105
Tabla 34 Requisitos del diseño Marshall para mezcla asfáltica en caliente ......................... 106
Tabla 35 Requisitos de adherencia para mezcla asfáltica en caliente .................................. 107
Tabla 36 Requisitos de vacíos en agregado mineral (VMA) ............................................... 107
Tabla 37 Requisitos de vacíos llenos con asfalto (VFA) ..................................................... 107
Tabla 38 Análisis de resultados de diseño de mezcla asfáltica convencional ...................... 108
Tabla 39 Análisis de resultados de diseño de mezcla asfáltica modificada .......................... 108
Tabla 40 Análisis de resultados del ensayo de Rueda Cargada de Hamburgo ..................... 109
Tabla 41 Requisitos de prueba de tracción indirecta Lottman modificado .......................... 110
Tabla 42 Análisis de resultados del ensayo de Tracción Indirecta Lottman Modificado ....... 111
Tabla 43 Análisis de resultados del ensayo de módulo de resilencia por tracción indirecta para
mezcla asfáltica convencional a 20°C ................................................................................. 112
mezcla asfáltica modificada a 20°C .................................................................................... 112
mezcla asfáltica convencional a 25°C ................................................................................. 113
mezcla asfáltica modificada a 25°C .................................................................................... 113
VIII
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Clasificación de polímeros ..................................................................................... 26

Figura 2: Esquema de una muestra HMA compactada .......................................................... 34
Figura 3: Tendencia de curvas para el diseño Marshall ......................................................... 35
Figura 4: Gráfica esquemática deformación-pasadas (ciclos) por susceptibilidad a la humedad
............................................................................................................................................. 37
Figura 5: Configuración de la carga (a) y rotura del ensayo de tracción indirecta (b) ............. 38
Figura 6: Prueba de módulo resiliente según la norma ASTM D4123-82 .............................. 39
Figura 7: Ubicación de la cantera Morro Blanco ................................................................... 46
Figura 8: Cantera Morro Blanco ........................................................................................... 47
Figura 9: Producción de piedra chancada de 1/2" y arena chancada - planta de asfaltos del
Gobierno Regional-Caycay ................................................................................................... 48
Figura 10: Molde y placa para ductilómetro .......................................................................... 58
Figura 11: Planta de acopio de botellas de plástico ................................................................ 59
Figura 12: Maquina picadora de plástico de botella PET y malla interna de picado ............... 59
Figura 13: Ensayo de granulométrico de fibras PET.............................................................. 60
Figura 14: Calentamiento de los componentes de mezcla asfáltica y de moldes Marshall ...... 62
Figura 15: Producción de mezcla asfáltica en caliente convencional ..................................... 63
Figura 16: Compactación mecánica manual de las briquetas Marshall ................................... 63
Figura 17: Producción de briquetas Marshall convencional ................................................... 64
Figura 18: Determinación del peso específico de briquetas Marshall convencional ............... 64
Figura 19: Baño María de briquetas Marshall a 60°C ............................................................ 65
Figura 20: Rotura de briquetas en la presa Marshall .............................................................. 65
Figura 21: Carta Temperatura vs Viscosidad cinemática ....................................................... 66
Figura 22: Colocación de fibras PET como sustitución de agregado fino............................... 67
Figura 23: Probetas de mezcla asfáltica modificada .............................................................. 67
Figura 24: Probetas desmoldadas de mezcla asfáltica modificada ......................................... 68
Figura 25: Determinación del peso específico de las probetas de mezcla asfáltica modificada
............................................................................................................................................. 68
Figura 26: Baño María a 60°C de las probetas de mezcla modificada .................................... 69
IX
Figura 27: Rotura de briquetas en el laboratorio de mezclas del Gobierno Regional Cusco-
Caycay ................................................................................................................................. 69
Figura 28: Recepción y cuarteo correspondiente de los materiales ....................................... 70
Figura 29: Calentamiento de los agregados, PET y el ligante asfáltico PEN 120/150 a
temperatura controlada en horno de convección forzada ....................................................... 71
Figura 30: Colocación del material dentro del matraz ........................................................... 72
Figura 31: Extracción de aire con la bomba de vacíos y la plancha vibradora ........................ 72
Figura 32: Vertido del ligante asfáltico y mezclado de material ............................................ 74
Figura 33: Colocación de la mezcla asfáltica dentro del molde de Compactación Giratorio
Superpave ............................................................................................................................. 75
Figura 34: Extracción de moldes del Compactador Giratorio Superpave ............................... 75
Figura 35: Doble núcleo del cuerpo de prueba de mezcla asfáltica convencional ................... 76
Figura 36: Doble núcleo del cuerpo de prueba de mezcla asfáltica modificada ...................... 76
Figura 37: Colocación de los cuerpos de prueba dentro de la máquina de Rueda Cargada de
Hamburgo ............................................................................................................................ 77
Figura 38: Colocación de los datos antes del inicio de la prueba de ensayo de Rueda Cargada
de Hamburgo ........................................................................................................................ 77
Figura 39: Colocación de mezcla asfáltica dentro del molde de compactación ...................... 79
Figura 40: Especímenes de mezcla asfáltica convencional y mezcla modificada ................... 79
Figura 41: Saturación de las muestras al 55% y 80% ............................................................ 80
Figura 42: Colocación de los especímenes a temperar a -18°C .............................................. 80
Figura 43: Especímenes de mezcla asfáltica convencional en baño maría a 60°C .................. 81
Figura 44: Especímenes de mezcla asfáltica modificada en baño maría a 60°C ..................... 81
Figura 45: Rotura a tracción indirecta de los especímenes ..................................................... 81
Figura 46: Compactación de especímenes en el compactador electromecánico Marshall ....... 83
Figura 47: Programación de 75 golpes a compactar-Método Marshall................................... 83
Figura 48: Briquetas compactadas Marshall convencional y modificada ............................... 84
Figura 49: Proceso de temperado de las muestras de ensayo a 20°C y 25°C .......................... 84
Figura 50: Colación de los apoyos de en el molde de ensayo de Modulo de Resilencia ......... 85
Figura 51: Colocación del molde con el espécimen dentro de la máquina universal .............. 85
Figura 52: Curva granulométrica para mezcla asfáltica convencional .................................. 100
X
Figura 53: Curva Granulométrica para mezcla asfáltica modificada con 1.2% de fibras PET
........................................................................................................................................... 101
Figura 54: Cuarteo de agregado grueso y agregado fino ...................................................... 142
Figura 55: Mallas para tamizado manual de agregado pétreo .............................................. 142
Figura 56: Material seleccionado e ingreso a la máquina de los ángeles .............................. 143
Figura 57: Material extraído de la máquina y posterior tamizado por la malla N°12 ............ 143
Figura 58: Material seleccionado para la prueba y posterior caracterización de acuerdo al
número de caras fracturadas ................................................................................................ 144
Figura 59: Material caracterizado........................................................................................ 144
Figura 60: Inmersión en agua del material por 24 horas ...................................................... 145
Figura 61: Secado superficial del agregado grueso luego del periodo de inmersión ............. 145
Figura 62: Material tamizado por la malla N°40 y posterior mezclado con agua .................. 146
Figura 63: Colocado y ensayo de la prueba en la cuchara de Casagrande ............................ 146
Figura 64: Tamizado del material fino por la malla N°200 .................................................. 147
Figura 65: Colocado del material mezclado con agua en la cuchara Casagrande.................. 147
Figura 66: Tamizado del material para ensayo de durabilidad al sulfato de magnesio .......... 148
Figura 67: Lavado y colocado en el horno del material tamizado ........................................ 148
Figura 68: Vertimiento de la solución de sulfato de magnesio ............................................. 149
Figura 69: Material tamizado y lavado inmerso en solución de sulfato de magnesio ............ 149
Figura 70: Material tamizado para el ensayo de índice de durabilidad de agregado grueso .. 150
Figura 71: Agua destilada y solución stock ......................................................................... 150
Figura 72: Colocación del material dentro del recipiente colector junto con agua destilada y
solución Stock .................................................................................................................... 151
Figura 73: Proceso de agitamiento del material ................................................................... 151
Figura 74: Material pasante la malla N°200 después del proceso de agitamiento ................. 152
Figura 75: Asentado del material pasante la malla N°200 en la probeta de ensayos ............. 152
Figura 76: Tamizado del material por las mallas correspondientes ...................................... 153
Figura 77: Caracterización de cada elemento de muestra en el calibrador de partículas chatas y
partículas alargadas ............................................................................................................ 153
Figura 78: Material tamizado para prueba de adherencia de agregado grueso ...................... 154
Figura 79: Mezclado en hornilla del ligante con el agregado tamizado ................................ 154
XI
Figura 80: Vertido de la mezcla en agua destilada ............................................................... 155
Figura 81: Control del desprendimiento de la mezcla pasadas 18 horas de inmersión en agua
destilada ............................................................................................................................. 155
Figura 82: Muestra tamizada para el ensayo de equivalente de arena .................................. 156
Figura 83: Vertido de la solución Stock en la probeta de ensayos ........................................ 156
Figura 84: Ingreso del material y posterior agitamiento manual de la probeta de ensayos con
solución stock ..................................................................................................................... 157
Figura 85: Asentado del material y medición correspondiente del ensayo ........................... 157
Figura 86: Preparación de material y la bureta con la solución de azul de metileno ............. 158
Figura 87: Mezcla del material seleccionado con la solución de azul de metileno................ 158
Figura 88: Proceso de ensayo para determinar la aureola azul de la solución empleada ....... 159
Figura 89: Tamizado del material para el ensayo de índice de durabilidad de agregado fino 159
Figura 90: Preparación del material y la probeta con solución Stock .................................. 160
Figura 91: Agitamiento manual del material y asentado por el periodo de tiempo establecido
........................................................................................................................................... 160
Figura 92: Medición del ensayo para determinar la altura de asentado del material ............. 161
Figura 93: Determinación del material con superficie seca saturada .................................... 161
Figura 94: Extracción de vacíos del matraz con agua y material previamente ingresado ...... 162
Figura 95: Material tamizado para ensayo de angular de agregado fino ............................... 162
Figura 96: Colocación del material dentro del envase colector ............................................ 163
Figura 97: Vertido del material en envase de volumen conocido ......................................... 163
Figura 98: Enrasado del material y pesado del material en el envase de volumen conocido . 164
Figura 99: Material tamizado y preparado de los tubos de ensayo con la solución molar de
carbonato de sodio .............................................................................................................. 164
Figura 100: Preparación de la mezcla de agregado fino con asfalto y formación de esferas de
0.5 gr aproximadamente ..................................................................................................... 165
Figura 101: Ingreso de las esferas formadas en los tubos de ensayo y posterior agitamiento de
los mismos sobre un mechero ............................................................................................. 165
Figura 102: Se observa si existiese algún desprendimiento en las esferas luego del proceso de
agitamiento ......................................................................................................................... 166
Figura 103: Envase utilizado y posterior vertimiento del ligante asfáltico PEN 120/150...... 166
XII
Figura 104: Colocación del envase lleno de asfalto a temperatura de agua 25°C ................. 167
Figura 105: Vertimiento del ligante asfáltico PEN120/150 en los moldes de ensayo ........... 167
Figura 106: Ensayo de ductilidad en la máquina del ductilómetro de los especímenes ......... 168
Figura 107: Visita del Ing° Willian Luna a la planta de asfalto y producción de agregado
chancado del Gobierno Regional Cusco - Caycay ............................................................... 168
XIII
RESUMEN
La idea de esta investigación surgió de mejorar el comportamiento de la mezcla de concreto

asfáltico en caliente modificándolo con un polímero-plastómero mediante vía seca.
El polímero usado fue el polietileno tereftalato (PET), el cual se obtuvo de un centro de
acopio de botellas de plástico reciclado donde se realiza el picado mediante una máquina
trituradora. Esta iniciativa de usar plástico PET reciclado recae en el problema medioambiental
que provoca, y a pesar de que existen procesos de reciclaje, este tratamiento es insuficiente para
poder disminuir la contaminación producida por desechos plásticos.
Se realizó el diseño mediante el Método Marshall para obtener el contenido óptimo de asfalto
de una mezcla asfáltica convencional y luego se procedió a modificar la mezcla asfáltica con las
fibras PET por sustitución de agregado fino en vía seca con el fin de obtener el contenido
óptimo de fibras PET.
Determinados el contenido óptimo de asfalto y contenido óptimo de fibras PET se realizó el
ensayo de Rueda Cargada de Hamburgo con el fin de determinar el comportamiento ante
ahuellamiento y susceptibilidad a la humedad de ambas mezclas asfálticas. Esta prueba de
desempeño, permiten evaluar el comportamiento de una mezcla sin importar el método de
diseño, para garantizar las solicitaciones ante tránsito, temperatura y humedad.
Adicionalmente se realizaron los ensayos para determinar la variación del comportamiento
ante la susceptibilidad a humedad inducida y tracción en el ensayo Lottman modificada,
mientras la rigidez bajo carga cíclica se evaluó en el ensayo de Módulo de Resilencia.
Finalmente se analizaron todos los parámetros Marshall y pruebas de desempeño (Ensayo de
Rueda Cargada de Hamburgo, Ensayo Lottman modificado y Modulo Resiliente), para ambas
mezclas asfálticas con la finalidad de poder conocer la influencia de las fibras PET, y a la vez
brindar una alternativa de reutilizar este plástico con ideas nuevas de investigación las cuales
no son muy conocidas en nuestro país.
Palabras clave: Asfalto, mezcla asfáltica, PET (tereftalato de polietileno), método Marshall,
rueda cargada de Hamburgo, Ensayo Lottman, Módulo Resiliente
1
ABSTRACT
The objective of this study is to improve the formula of hot mixed asphalt modifying it with a
polymer-plastomer through dry processing.
The polymer used was the polyethylene terephthalate (PET) which was obteined from a center
of recycled bottles. Here, the plastic bottles are chopped with a crusher machine. The purpuse
for using the plastic recycled bottles (PET) is for the current environment pollution which
rubbish is causing today. The recycling process is insufficient to be a permanent solution on its
own.
The Marshall design was carried out to obtein optimal asphalt in the conventional (asphalt)
mixture and later it was modified by replacing the fine aggregate with PET fibers through dry
processing with the goal to obtain the intended content (with PET fibers) without changing the
original formula.
In order to determine the optimal asphalt content and appropiate PET fibers, Hamburg Wheel
Tracking test was carried out with the goal to observe the rutting and its susceptibility to
moisture, in question of both mixtures (with and without PET). This performance test allows us
to review asphalt mixtures without to altering the base formula. It´s ideal to guarentee the
requirements for traffic, temperature, and moisture.
Additionally a modified Lottman´test was carried out to observe the behaviour against
moisture and traction. Moreover a resilience module test was performed to measure the
material´s endurance under cyclic loading.
Lastly, the Marshall´s parameters, Hamburg Wheel Tracking results, the data from modified
Lottman´s test and the conclusions of resilience module test were analyzed for both conventional
and modified asphalt mixture. The goal is finding out and presenting the influence of PET fibers
between these tests and giving an option to reuse this plastic. Its further objective is to provide
new ideas for practical sustainability; which are not common in Peru.
Key words: Asphalt, mix asphalt, PET (polyethylene terephthalate), Marshall Method, Hamburg
Wheel Tracking, Lottman test, Resilience Module
2
CAPÍTULO I: ASPECTOS GENERALES
1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
Las estructuras viales son muy importantes para la economía y desarrollo de un país, ya que
es el medio principal de comunicación y comercio para el intercambio de bienes y servicios entre
dos pueblos. Es por ello que su desarrollo es tan primordial.
Si las vías de comunicación de un país no son las adecuadas para que la población satisfaga
sus necesidades básicas, es poco probable que los ciudadanos puedan encarar una situación de
mejora económica y reducción de los índices de pobreza (Rivera, 2015).
Durante los últimos años, el número de vehículos y especialmente vehículos pesados se han
ido incrementando considerablemente. Esto ha originado inconvenientes y fallas que han
provocado una disminución considerable en la resistencia y durabilidad de los pavimentos
flexibles, generando como consecuencia una incomodidad en los usuarios que utilizan estas vías.
En búsqueda de alguna solución a este problema se ha llevado a investigar nuevas alternativas

referidas a mezclas asfálticas para mejorar su capacidad de respuesta mecánica y dinámica.
Una de estas alternativas son las mezclas asfálticas modificadas con polímeros, las cuales son
más resistentes y mejoran las propiedades mecánicas, así como incrementan la durabilidad, y
disminuyen el efecto de ahuellamiento y fatiga ante solicitaciones de carga.
Adicionalmente, durante muchos años se ha diseñado las mezclas asfálticas mediante los
métodos Marshall y Hveem, sin embargo estos se consideran limitados debido a que los
parámetros de estos diseños, no permite hacer una estimación más apropiada del comportamiento
mediante pruebas a condiciones reales de servicio. Por tanto la aplicación de pruebas de
desempeño de mezclas asfálticas como el ensayo de la rueda carga de Hamburgo (Wheel Track
de Hamburgo) para determinar deformaciones permanentes y ensayos de resistencia a fatiga
permite conocer la carencia de información proporcionada por los métodos tradicionales (Torres,
Hernández , Romero, & Torres , 2016).
3
La contaminación originada por residuos sólidos y en especial la producida por botellas de
plástico es un aspecto que se debe tomar en cuenta. A pesar de las acciones para mitigar su
efecto ambiental como el reciclaje, aún es insuficiente debido a que la demanda y la producción
de desechos de este material son de miles de toneladas diariamente. Este problema empeora
debido a que las botellas de plástico demoran entre 100 y 700 años en degradarse, dependiendo
del espesor del plástico. (Hernandez , 2016), lo que lo convierte en un factor que influye
significativamente en el impacto ambiental.
En el Perú, se producen unas 3 500 millones de botellas de plástico cada año, de las cuales,
menos del 50 % son recicladas, explica Albina Ruiz, de la ONG Ciudad Saludable. Debido a que
el porcentaje de reciclaje es tan pequeño produce un grave problema porque la contaminación
causada por el uso de materiales descartables no puede ser reutilizada y es una de las mayores
fuentes de gases de efecto invernadero.
Por lo expuesto se hace necesario realizar una investigación que se enfoque en la

experimentación y diseño de la mezcla asfáltica modificada con fibras de tereftalato de
polietileno reciclado proveniente de las botellas de plástico, con el fin de que el producto
obtenido tenga algún uso en la pavimentación de vías, logrando con esto dar una alternativa de
solución a los problemas mencionados que afectan a las carpetas asfálticas de las vías del país
especialmente en la región del Cusco.
4
1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
1.2.1. PROBLEMA GENERAL
¿Cómo influye la sustitución parcial de agregado fino por fibras de tereftalato de polietileno
reciclado en el análisis de la estabilidad Marshall y la deformación permanente mediante el
ensayo de rueda cargada de Hamburgo en una mezcla asfáltica modificada en caliente, en la
ciudad del Cusco-2018?
1.2.2. PROBLEMAS ESPECÍFICOS
a. ¿Cuál es el análisis de la estabilidad Marshall en una mezcla asfáltica en caliente

convencional, en la ciudad del Cusco-2018?
b. ¿Cuál es el análisis de la deformación permanente en una mezcla asfáltica en caliente

convencional, en la ciudad del Cusco-2018?
c. ¿Cómo influye la sustitución parcial de agregado fino por fibras de tereftalato de

polietileno reciclado en el análisis de la estabilidad Marshall en una mezcla asfáltica
modificada en caliente, en la ciudad del Cusco-2018?
d. ¿Cómo influye la sustitución parcial de agregado fino por fibras de tereftalato de

polietileno reciclado en el análisis de la deformación permanente mediante el ensayo
de rueda de Hamburgo en una mezcla asfáltica modificada en caliente, en la ciudad del
Cusco-2018?
5
1.3. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
1.3.1 OBJETIVO GENERAL
Analizar la estabilidad Marshall y la deformación permanente mediante el ensayo de rueda

cargada de Hamburgo de una mezcla asfáltica modificada en caliente por sustitución parcial de
agregado fino por fibras de tereftalato de polietileno reciclado, en la ciudad del Cusco-2018.
1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
a. Analizar la estabilidad Marshall de una mezcla asfáltica en caliente convencional, en

la ciudad del Cusco-2018.
b. Analizar la deformación permanente de una mezcla asfáltica en caliente convencional,

en la ciudad del Cusco-2018.
c. Analizar la estabilidad Marshall de una mezcla asfáltica modificada en caliente por

sustitución parcial de agregado fino por fibras de tereftalato de polietileno reciclado,
en la ciudad del Cusco-2018.
d. Analizar la deformación permanente de una mezcla asfáltica modificada en caliente

por sustitución parcial de agregado fino por fibras de tereftalato de polietileno
reciclado, en la ciudad del Cusco-2018.
6
1.4. HIPÓTESIS DE LA INVESTIGACIÓN
1.4.1. HIPÓTESIS GENERAL
La sustitución parcial de agregado fino por fibras de tereftalato de polietileno reciclado

influirá en la estabilidad Marshall y el comportamiento frente a la deformación permanente de la
mezcla asfáltica en caliente convencional, en la ciudad del Cusco-2018.
1.5. VARIABLES E INDICADORES
1.5.1. VARIABLES
Variable Independiente (X1) : Mezcla asfáltica convencional
Variable Independiente (X2) : Mezcla asfáltica modificada
Variable Dependiente (Y1) : Ensayo Marshall de mezcla asfáltica convencional
Variable Dependiente (Y2) : Ensayo Marshall de mezcla asfáltica modificada
Variable Dependiente (Y3) : Resistencia a la deformación permanente de mezcla asfáltica
convencional
Variable Dependiente (Y4) : Resistencia a la deformación permanente de mezcla asfáltica
modificada
7
Tabla 1
Matriz de consistencia
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA OBJETIVOS HIPOTESIS VARIABLES INDICADORES

Ligante asfaltico Pen 120/150 (kg)
P.G V. INDEPENDIENTE (X1)
O.G. Agregados pétreos gruesos (kg)
¿Cómo influye la sustitución parcial de agregado Mezcla asfáltica convencional
Analizar la estabilidad Marshall y la deformación
fino por fibras de tereftalato de polietileno Agregados pétreos finos (kg)
permanente mediante el ensayo de rueda cargada
reciclado en el análisis de la estabilidad Marshall
de Hamburgo de una mezcla asfáltica modificada Ligante asfaltico Pen 120/150 (kg)
y la deformación permanente mediante el ensayo
en caliente por sustitución parcial de agregado
de rueda cargada de Hamburgo en una mezcla V. INDEPENDIENTE (X2) Agregados pétreos gruesos (kg)
fino por fibras de tereftalato de polietileno
asfáltica modificada en caliente, en la ciudad del Mezcla asfáltica modificada
reciclado, en la ciudad del Cusco-2018. Agregados pétreos finos (kg)
Cusco-2018?
Fibras PET (kg)
P.E.1 O.E.1
¿Cuál es el análisis de la Estabilidad Marshall Analizar la estabilidad Marshall de una mezcla Estabilidad Marshall (kg)
V. DEPENDIENTE (Y1)
en una mezcla asfáltica en caliente convencional, asfáltica en caliente convencional, en la ciudad Ensayo Marshall de mezcla asfáltica
en la ciudad del Cusco-2018? del Cusco-2018. convencional
H.G. Flujo Marshall (mm)
La sustitución parcial de agregado
P.E.2 O.E.2
fino por fibras de tereftalato de
¿Cuál es el análisis de la deformación Analizar la deformación permanente de una
polietileno reciclado influirá en la
permanente en una mezcla asfáltica en caliente mezcla asfáltica en caliente convencional, en la Estabilidad Marshall (kg)
estabilidad Marshall y el V. DEPENDIENTE (Y2)
convencional, en la ciudad del Cusco-2018? ciudad del Cusco-2018.
comportamiento frente a la Ensayo Marshall de mezcla asfáltica
deformación permanente de la modificada
mezcla asfáltica en caliente
P.E.3 Flujo Marshall (mm)
O.E.3 convencional, en la ciudad del
¿Cómo influye la sustitución parcial de Cusco-2018.
Analizar la estabilidad Marshall de una mezcla
agregado fino por fibras de tereftalato de
asfáltica modificada en caliente por sustitución
polietileno reciclado en el análisis de la
parcial de agregado fino por fibras de tereftalato V. DEPENDIENTE (Y3)
Estabilidad Marshall en una mezcla asfáltica
de polietileno reciclado, en la ciudad del Cusco- Resistencia a la deformación
modificada en caliente, en la ciudad del Cusco- Profundidad de ahuellamiento (mm)
2018. permanente de mezcla asfáltica
2018?
convencional
P.E.4
¿Cómo influye la sustitución parcial de O.E.4
agregado fino por fibras de tereftalato de Analizar la deformación permanente de una
polietileno reciclado en el análisis de la mezcla asfáltica modificada en caliente por V. DEPENDIENTE (Y4)
deformación permanente mediante el ensayo de sustitución parcial de agregado fino por fibras de Resistencia a la deformación
Profundidad de ahuellamiento (mm)
rueda de Hamburgo en una mezcla asfáltica tereftalato de polietileno reciclado, en la ciudad permanente de mezcla asfáltica
modificada en caliente, en la ciudad del Cusco- del Cusco-2018. modificada
2018?
Fuente: Elaboración propia
8
1.5.2. OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES
Tabla 2
Operacionalización de variables
OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES
DESCRIPCIÓN DE LA
VARIABLE INDICADORES
VARIABLE
VARIABLE INDEPENDIENTE
Ligante asfaltico Pen 120/150
(kg)
Mezcla producida con agregado
X1: Mezcla asfáltica Agregados pétreos gruesos
grueso, agregado fino y ligante
convencional (kg)
asfáltico PEN 120/150
Agregados pétreos finos
(kg)
Ligante asfaltico Pen 120/150
(kg)
Mezcla producida con agregado Agregados pétreos gruesos
X2: Mezcla asfáltica grueso, agregado fino, fibras de (kg)
modificada tereftalato de polietileno y ligante Agregados pétreos finos
asfáltico PEN 120/150 (kg)
Fibras PET
(kg)
VARIABLE DEPENDIENTE
Ensayo que consiste en someter Estabilidad Marshall
Y1: Ensayo Marshall de una muestra cilíndrica de mezcla (kg)
mezcla asfáltica convencional asfáltica a carga vertical la rotura Flujo Marshall
de la muestra. (mm)
Ensayo que consiste en someter Estabilidad Marshall
Y2: Ensayo Marshall de una muestra cilíndrica de mezcla (kg)
mezcla asfáltica modificada asfáltica a carga vertical la rotura Flujo Marshall
de la muestra. (mm)
Y3: Resistencia a la Es la resistencia que posee la

Profundidad de ahuellamiento
deformación permanente de mezcla asfáltica al ahuellamieno
(mm)
mezcla asfáltica convencional de la carpeta de rodadura
Y4: Resistencia a la Es la resistencia que posee la

Profundidad de ahuellamiento
deformación permanente de mezcla asfáltica al ahuellamieno
(mm)
mezcla asfáltica modificada de la carpeta de rodadura
9
1.6. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
El presente trabajo de investigación busca diseñar una mezcla asfáltica modificada que tenga
un comportamiento mucho más aceptable, duradero, de mejor performance y desempeño frente a
una mezcla asfáltica convencional mediante la incorporación de fibras de tereftalato de
polietileno.
La finalidad de usar estas fibras recicladas provenientes de botellas de plástico recae en dar
una aplicación opcional a los desechos plásticos los cuales son una fuente de contaminación
ambiental. Además de impulsar el reciclado, debido a un incremento de la demanda que tendría
la utilización de estas fibras adicionado en mezclas asfálticas en caliente.
Finalmente esta investigación contribuirá al conocimiento de los estudiantes e ingenieros

brindando futuras opciones de investigación en el campo de las mezclas asfálticas.
1.7. DELIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN
Ámbito Geográfico : Región Cusco.
Temporalidad : Año 2018
Unidad de Análisis : Mezcla asfáltica convencional y modificada
1.8. LIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN
La mezcla asfáltica adicionada con trozos de polietileno reciclado solo será aplicable a la
mezcla asfáltica en caliente, debido a los elementos que los constituye.
Se realizará el empleo de fibras de tereftalato de polietileno reciclado en un rango limitado de

los tipos de botellas de plástico (envases de gaseosa y agua), considerando los disponibles en el
lugar del depósito donde éstos se encuentren.
No se tiene la capacidad de disponer de recursos financieros con el fin de realizar la

aplicación en campo en un tramo piloto.
10
CAPITULO II: ANTECEDENTES Y MARCO TEÓRICO
2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN

2.1.1. ANTECEDENTES NACIONALES
Chrystian José Ballena Tapia de la Universidad de Señor de Sipán (2016) presento la tesis
titulada: “Utilización de fibras de polietileno de botellas de plástico para su aplicación en el
diseño de mezclas asfálticas ecológicas en frío” con el objetivo de Analizar el efecto que acusa
la fibra de polietileno añadido a una mezcla asfáltica en frio en las propiedades físico-mecánicas
del asfalto y a su vez cumpla con las exigencias de estabilidad y flujo para pavimentos flexibles
presentes en la norma del Ministerio de Transportes y Comunicaciones. Sus conclusiones fueron:
Se comprobó que el método más exacto para diseñar mezclas asfálticas en frio es las áreas
equivalentes ya que este nos permite calcular la cantidad de exactas de agregado, cantidad de
asfalto a ser utilizado en la mezcla según ensayos previos y cumplir lo parámetros del Ministerio
de Trasporte y Comunicaciones.
Silvestre Velásquez Deyvis Fausto de la Universidad Cesar Vallejo (2017) presentó la tesis
titulada: “Comparación técnica y económica entre las mezclas asfálticas tradicionales y
reforzadas con plástico reciclado en la ciudad de lima-2017” con el objetivo de determinar el
porcentaje de mejora de las características físicas y estructurales de la mezcla asfáltica
modificada con plástico en comparación a la tradicional. Sus conclusiones fueron:
-Todos los ensayos se realizaron por el método de modificación de la mezcla asfáltica por la vía
seca ya que el plástico se utilizó como un agregado más reemplazando el 1% del agregado fino,
existiendo la posibilidad de realizarse por la vía húmeda modificando directamente el cemento
asfáltico.
-Habiéndose realizado tres ensayos Marshall de la mezcla asfáltica modificada con plástico, con
45 briquetas como muestra con diferentes porcentajes de plástico (PET) con un 0.5%, 1% y 1.5%
del agregado fino se llegó a verificar que el contenido óptimo con el cual mejora las
características físicas y estructurales de la mezcla asfáltica es 1% y un ensayo Marshall de la
mezcla tradicional con 15 muestras de briquetas.
-Se comprueba que existe un ahorro de 2.63% en la producción de la mezcla asfáltica y

mejorando las características físicas y mecánicas de la mezcla y dándole mayor factibilidad
11
económica. Ya que no es necesario usar filler ni mejorador de adherencia, el plástico actúa como
un mejorador de adherencia y un agregado fino.
-La relación entre las deformaciones y la capacidad para soportar cargas de mezcla asfáltica
modificada con plástico se incrementa en un 4.49% en comparación a la mezcla asfáltica
tradicional lo cual hace que se mucho más resistente a la hora de soportar cargas.
José Javier Carrizales Apaza del Universidad Nacional del Altiplano de Puno (2015) presentó la
tesis “Asfalto modificado con material reciclado de llantas para su aplicación en
pavimentos flexibles” con el objetivo de obtener el diseño de mezcla asfáltica teniendo como
componente el caucho reciclado de llantas y la comparación con la mezcla asfáltica tradicional.
Sus conclusiones fueron:
-La mezcla asfáltica modificada con caucho reciclado no presenta mejoras en el comportamiento
físico-mecánico en ninguno de los distintos diseños realizados con caucho reciclado de llanta que
se hizo en el laboratorio, ya que los valores obtenidos por el diseño Marshall están por debajo de
la mezcla asfáltica convencional y las especificaciones normativas a la cual nos regimos.
-En la mezcla de los agregados, usando el caucho reciclado de llanta como un agregado más en
dicha mezcla, nos cumple con los rangos establecidos por el MTC, sin embargo al momento de
los resultados del ensayo Marshall, los valores están por debajo de los parámetros establecidos.
-La estabilidad del asfalto modificado está por debajo del asfalto convencional e incluso de las
normas establecidas. Esta disminución aumenta las fallas por fatiga.
- El flujo de diseño de la mezcla asfáltica modificada es mayor que el flujo de diseño de la
mezcla asfáltica convencional.
2.1.2. ANTECEDENTES INTERNACIONALES
Colombia:
A.- Diana Milena Metaute Heredia y Daniel Mauricio Casas Orozco, de la Universidad
EAFIT (2009), Medellín-Colombia, presentaron la tesis titulada: “Desarrollo de una mezcla
asfáltica utilizando residuos plásticos”, y el objetivo se basó en: Formular una mezcla asfáltica
modificada con residuos plásticos de computadores y similares que cumpla con la legislación
nacional para este tipo de productos, investigando el efecto de la dosis de polímero incorporada a
12
la mezcla asfáltica y del método de incorporación del polímero sobre las propiedades mecánicas
de interés. Sus conclusiones fueron:
- El mejor método de incorporación del material polimérico a la mezcla asfáltica es como parte
de los agregados.
- Las formulaciones que cumplen con los intervalos permitidos por norma INVIAS respecto a las
variables estabilidad y flujo corresponden a aquellas construidas con menos del 6% de polímero
fino, como agregado, y un porcentaje de asfalto entre 4,7 y 4,9 (para ambos materiales), de
acuerdo con los resultados del diseño Marshall.
- Se escogieron la estabilidad y el flujo, como punto de partida en el diseño de las mezclas
modificadas, debido a que lo que se pretende es mejorar las propiedades mecánicas.
Colombia:
B.- Jose Edilson Forigua Orjuela y Elkin Pedraza Díaz, de la Universidad Católica de
Colombia-Bogotá (2014), presentaron la tesis titulada: “Diseño de mezclas asfálticas
modificadas mediante la adición de desperdicios plásticos”, y tuvo como objetivo el diseño de
mezclas asfálticas modificadas mediante la adición de desperdicios plásticos así como también
determinar el porcentaje óptimo de desperdicios plásticos en la mezcla modificada y su posterior
determinación de los parámetros Marshall. . Sus conclusiones fueron:
- De acuerdo con los resultados evidenciados de los parámetros Marshall de estabilidad, flujo,
peso unitario de la mezcla, y módulo de rigidez para los trozos de desperdicios plásticos, se
concluye que el porcentaje óptimo que mejora de manera substancial las propiedades mecánicas
del asfalto es de alrededor de 0,4% del porcentaje de los trazos de desperdicios plásticos con
respecto al peso de la muestra.
- También se evidencia que en porcentajes bajos comprendidos entre el 0,1 y 0,2% de
desperdicio plástico, el efecto para las muestras compactadas con 25 y 50 golpes redunda en una
disminución del orden del 55% de los parámetros Marshall de la mezcla asfáltica con respecto a
si no se introdujeran trozos de desperdicio plástico, circunstancia que también se observa para
valores mayores al óptimo del orden de 0,45%.
- Se aprecian mejoras en las propiedades mecánicas de la mezcla, se observa que el diseño de
mezcla asfáltica con desperdicios plásticos es sensible a la dosificación de este material en planta
.
13
Ecuador
C.- Patricio Romero Flores, Hugo Bonifaz García y Mary Revelo Corella de la de la
Universidad de las Fuerzas Armadas-ESPE, Ecuador, presentaron el trabajo de investigación
denominado: “Diseño de mezclas asfálticas en caliente modificadas con elastómero (caucho)
y tereftalato de polietileno reciclados con ligante asfáltico ac-20”, y tuvo como objetivo
principal de la investigación es analizar y comparar el comportamiento de las mezclas asfálticas
modificadas con relación a una mezcla asfáltica normal, los materiales modificadores utilizados
son de origen plástico como el elastómero (caucho) proveniente de neumáticos fuera de uso y
tereftalato de polietileno (PET) proveniente de botellas de plástico recicladas con el fin de crear
una alternativa de aplicación de estos materiales que generan contaminación al ambiente puesto
que su biodegradación se produce a los 500 años. Sus conclusiones fueron:
- La mezcla con mejores resultados obtenidos en este proyecto de grado es la mezcla asfáltica
modificada con el 7,5 % de partículas de elastómero (pasante del tamiz No. 10 y retenido en el
tamiz No. 40).
- Los materiales: elastómero (caucho) y tereftalato de polietileno PET, pueden ser usados en la
modificación de mezclas asfálticas, como modificadores en lugar de polímeros ya existentes en
el mercado, de esta manera se genera una alternativa de aplicación de desechos no
biodegradables que contribuya a la conservación del ambiente.
India:
D.- Yash Menaria de la universidad Poornima Institute of Engineering and Technology,
Jaipur, India, y Rupal Sankhla, de la Universidad Centre for Environmental Planning &
Technology, Ahmedabad, India (2015), presentaron la tesis titulada: “Uses of waste plastic in
flexible pavements-green roads”, y tuvo como objetivo:
- La básica intención es utilizar eficientemente los desechos plásticos en la construcción de
pavimentos y por tanto ser beneficioso para la sociedad y también:
- Identificar la proporción óptima de desecho plástico para adicionar a la mezcla bituminosa para
alcanzar el esfuerzo que se requiere.
- Comparar los resultados experimentales obtenidos de la mezcla asfáltica modificada con los
detalles del pavimento convencionales y proporcionar un análisis económico.
- Preparar un modelo estadístico para la utilización óptima del desecho plástico.
14
- La utilización de los desechos plásticos mejora las propiedades de ligamiento en la mezcla.
- El porcentaje resultante óptimo de desechos plásticos fue de 8%.
- Las propiedades del bitumen como la penetración, punto de inflamación mejoraron con la
adición de la fibra de plástico.
- Pavimentos con la incorporación de plástico pueden ser construidos en áreas donde la
temperatura ambiental es alta (50°C).
- Desechos plásticos en pavimentos incrementa considerablemente el valor de estabilidad y
durabilidad.
India:
E.- H.K.SHARMA, National Conference on Recent Research in Engineering and Technology
(NCRRET -2015) presentó la investigación: “Utilization of waste plastic in construction of
pavement”, y tuvo como objetivo:
Se investigó las propiedades de los agregados así como también del bitumen.
- Plástico incrementará el punto de fusión del bitumen. El desecho plástico en la mezcla con el
bitumen, establece un mejor material para la construcción de pavimentos, debido a que la mezcla
muestra un alto valor para la Estabilidad Marshall y un adecuado Coeficiente Marshall. Por tanto
el uso de desechos plásticos para la pavimentación es uno de los mejores métodos para dar una
solución a los problemas ambiental originados por este material de desecho.
- Se concluye que usar desechos plásticos en la mezcla va a ayudar a reducir la cantidad de
bitumen alrededor del 10 %, incrementará la resistencia y dará un buen performance al
pavimento; remediando una solución a los problemas de pavimentos, y también evitando la
incineración de plástico y relleno de vertederos de basura con desechos plásticos.
- El uso de las nuevas tecnologías no solamente refuerza los pavimentos, sino también
incrementa la vida de ellos, así como también ayuda a mejorar y crear soluciones para los
problemas medioambientales. Pavimentos con desechos plásticos debería ser una fuente de
ayuda para las altas temperaturas de la India y su clima extremadamente húmedo, donde la
temperatura frecuentemente sobrepasa los 50 °C. El efecto de las lluvias torrenciales crea
destrucción, dejando los pavimentos deteriorados y con grandes baches.
15
- Esta tecnología ayudará a ahorrar millones de dólares y reducir la cantidad de recursos usados
actualmente en la construcción.
Brasil:
Jorge Rodolfo Escalante Zegarra de la Universidad de Sao Paulo, 2007, Sao Paulo – Brasil
presentó el trabajo de tesis titulada: “Evaluación de mezclas producidas con ligantes asfalticos
peruanos convencional pen 60/70 y modificados con polímero SBS tipo I E PG 76 – 22” el
cual tuvo como objetivo principal: Evaluar el comportamiento de asfaltos peruanos CAP PEN
60/70 y modificados por polímero SBS Tipo I 60/60 y PG 76 – 22, en mezclas asfálticas densas,
sin y con envejecimiento a corto plazo, y establecer la distribución del Grado de Desempeño
(PG) de ligantes asfalticos con base en las condiciones climáticas de cada región del Perú. Sus
conclusiones fueron:
-Referente al grado de desempeño de ligantes asfálticos en el Perú fue establecido el mapa de
distribución del PG del ligante asfaltico para las diferentes regiones del Perú el mismo que debe
ser constantemente actualizado con las bases obtenidas de todas las estaciones meteorológicas
que permitirá seleccionar el ligante asfaltico más adecuado para cada región de trabajo.
- De la distribución del PG para las diferentes regiones del Perú se concluye que la región de la
sierra necesita de un ligante asfaltico con PG 58 -22 y para las regiones de la costa y la selva, de
un ligante asfáltico con PG 70 -10, recordando que no son consideradas las velocidades y el
volumen del tráfico
Chile:
Nicole Navarro Dupré de la Universidad de Chile, 2013, Santigo de Chile-Chile presentó el
trabajo de tesis titulada: “Confección y seguimiento de tramos de prueba de mezclas
asfálticas con incorporación de polvo de caucho nacional de neumáticos fuera de uso (NFU)
mediante vía seca”, el cual tuvo como objetivos:
-Estudiar en Laboratorio, el efecto de la incorporación de polvo de caucho de NFU nacional por
vía seca en mezclas asfálticas y el efecto de variar el tiempo de digestión en el comportamiento
mecánico. Analizar estos resultados con los obtenidos en investigaciones anteriores:
-Caracterizar y evaluar la calidad de pavimentos fabricados con mezclas asfálticas en caliente
modificadas con polvo de caucho por vía seca en la capa de rodadura. Comparar estos, según su
condición funcional y estructural, con los pavimentos asfálticos convencionales.
16
-Verificar y mejorar las especificaciones técnicas tentativas actuales, para la dosificación,
fabricación y puesta en obra de las mezclas asfálticas modificadas con polvo de caucho por vía
seca en capas de rodadura, y proponer las referidas a los controles receptivos y criterios de
aprobación de las unidades terminadas.
- Con respecto a la dosificación, se plantea que en mezclas asfálticas modificadas con polvo de
caucho de N.F.U. por vía seca, el óptimo de asfalto es el contenido mínimo que para una
temperatura y un tiempo de digestión definidos, permite cumplir la exigencia de resistencia
conservada a la acción del agua, determinada mediante el ensayo de inmersión-compresión o a
tracción indirecta tras inmersión (en este caso cuantificada y evaluada bajo los estándares
españoles), manteniendo a la vez los criterios volumétricos (huecos), como también los de
estabilidad y deformación Marshall dentro de las especificaciones del Manual de Carreteras para
mezclas asfálticas convencionales en carpeta.
- El procedimiento de diseño difiere del de una mezcla asfáltica convencional (Método
Marshall), ya que se requiere la realización de ensayos adicionales para determinar las
condiciones de digestión mínimas que aseguren la efectividad de este proceso, es decir, que la
modificación de las propiedades reológicas y el aumento de la viscosidad producido en la mezcla
asfáltica (ligante) sean suficientes para mejorar sus prestaciones como material para carreteras
(en relación a una mezcla convencional).
17
2.2. MARCO TEÓRICO-CONCEPTUAL
2.2.1. MEZCLAS ASFÁLTICAS
Es la combinación de agregados minerales mediante un ligante asfáltico de tal forma que los
agregados queden cubiertos por una capa uniforme de asfalto. Las propiedades de cada material
componente determinan las propiedades físicas y el comportamiento funcional de la mezcla
asfáltica. De acuerdo a (Padilla , 2004), las mezclas asfálticas se emplean en la construcción de
firmes, ya sea en capas de rodadura o en capas inferiores y su función es proporcionar una
superficie de rodamiento cómoda, segura y económica, facilitando la circulación de los
vehículos, aparte de transmitir suficientemente las cargas debidas al tráfico a la explanada para
que sean soportadas por ésta.
Se tienen que considerar dos aspectos fundamentales en el diseño y proyecto de un firme:
1. La Función Resistente, que determina los materiales y los espesores de las capas que
habremos de emplear en su construcción.
2. La Finalidad, que determina las condiciones de textura y acabado que se deben exigir a las
capas superiores del firme, para que resulten seguras y confortables.
2.2.1.1. Clasificación de las mezclas asfálticas

Según (Rondón & Reyes , 2015), la principal clasificación para mezclas asfálticas es:
-Mezclas abiertas en frío.

-Mezclas abiertas en caliente.
-Mezclas densas en frío.
-Concreto asfáltico o mezcla densa en caliente.
-Arena – asfalto
-Tratamientos superficiales.
-Lechadas (Slurry and Seal).
-Mezclas asfálticas drenantes.
-Mezclas discontinuas o microaglomerados en caliente.
-Mezclas tibias.
-Mezclas asfálticas modificadas
-Materiales granulares estabilizados con asfalto en frío o caliente.
18
2.2.2. CONCRETO ASFÁLTICO O MEZCLA ASFALTICA EN CALIENTE
Más conocido como HMA (Hot Mixed Asphalt) la cual presenta una granulometría bien
gradada y con tamaños de partículas sólidas diferentes (gravas, arenas, finos, llenante mineral),
mezcladas con cemento asfáltico. Estas mezclas deben fabricarse, extenderse y compactarse a
alta temperatura (entre 140°C y 180°C aproximadamente, dependiendo de la viscosidad del
asfalto utilizado). Se caracteriza por presentar un bajo contenido de vacíos con aire en volumen.
El agregado pétreo utilizado para la elaboración de este tipo de mezclas debe satisfacer los
requisitos de granulometría y calidad del agregado pétreo (Rondón & Reyes , 2015).
2.2.2.1. Componentes de mezcla asfáltica en caliente
Asfalto
El Asfalto es una mezcla de hidrocarburos de alto peso molecular, que en conjunto presentan
propiedades termoplásticas, cuyo estado y nivel de consistencia varían con facilidad de sólido a
semisólido e incluso a líquido viscoso, si la temperatura es favorable para ello. Se producen de la
destilación del petróleo crudo en las refinerías de petróleo (PETROPERU, 2018).
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 EG-2013, 2013).
Son preparados especialmente por presentar cualidades y consistencias propias para uso
directo en la construcción de pavimentos asfálticos. Es ideal para aplicaciones en trabajos de
pavimentación por sus propiedades: aglutinantes, impermeabilizantes, flexibilidad, durabilidad, y
alta resistencia a los ácidos y alkalis en general. Se clasifican de acuerdo a su consistencia
medida por la viscosidad dinámica o absoluta y por su penetración (PEN).
En el Perú solo existen dos compañías que proveen asfalto con las características antes
mencionadas:
-Según clasificación (REPSOL, 2018):
Los tipos de Cementos Asfálticos son:
1.-Cemento Asfáltico 60/70
19
-Según clasificación (PETROPERU, 2018):
1.-Petroperú cemento asfáltico 40/50 pen
En especial, a pedido y previa consulta, produce y comercializa los Asfaltos Sólidos para Uso
Industrial sólo en Refinería Conchán:
Agregados pétreos
Según (Ballena, 2016), se puede definir como agregados pétreos al material compuesto por
uno o varios minerales como resultado final de los diferentes procesos geológicos. Los agregados
pétreos son materiales granulares inertes que se emplean en los firmes de las carreteras con o sin
adición de elementos activos y con granulometrías adecuadas; se utilizan para la fabricación de
productos artificiales resistentes, mediante su mezcla con materiales aglomerantes de activación
hidráulica (cementos, cales, etc.) o con ligantes asfálticos.
Estos materiales granulares se dividen en dos clases: grueso y fino
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.
Características y propiedades deseables de los agregados gruesos para su utilización en las
mezclas asfálticas.
Granulometría.
La granulometría es la característica física principal y fundamental de todo conjunto de
partículas porque influye de forma muy importante en la resistencia mecánica del conjunto
(esqueleto mineral). Normalmente se utilizan granulometrías sensiblemente continuas, a fin de
conseguir la máxima compacidad del conjunto, aunque también se emplean granulometrías
20
discontinuas en el caso de algunas mezclas asfálticas. Para encajar una granulometría dentro de
algún uso normalizado se parte de fracciones uniformes que se mezclan en las proporciones
adecuadas. Los análisis granulométricos se realizan por tamizado; el procedimiento es análogo al
que se emplea para suelos.
El tamaño máximo de los agregados viene normalmente limitado por consideraciones
relativas al espesor de la capa extendida, trabajabilidad, segregación, etc. Por otra parte la
influencia de las partículas finas obliga normalmente a limitar su porcentaje y su plasticidad. En
las mezclas asfálticas tiene una especial importancia la fracción de tamaño inferior a la malla
200, llamada como se ha indicado, polvo mineral o fíller, pues algunas características relevantes
de la mezcla dependen del mastico formado por la unión del polvo mineral y del ligante
asfáltico.
Rozamiento interno.
La resistencia a la deformación o capacidad de soporte de una capa de firme depende
esencialmente del rozamiento interno del esqueleto mineral y, en su caso, de la cohesión que
proporciona el eventual ligante o conglomerante. El rozamiento interno aumenta con partículas
angulosas y de textura superficial áspera como por ejemplo los agregados triturados. También
influye de forma importante la granulometría del agregado y el porcentaje de huecos del material
compactado. A mayores densidades corresponden generalmente mayores resistencias mecánicas,
por lo que la compactación es un factor de primer orden.
La cohesión debe confiarse exclusivamente al ligante asfáltico o conglomerante. La cohesión
entre las partículas suele ser despreciable, y cuando existe se debe únicamente a la plasticidad de
la fracción fina, y en general es más nociva que útil. Sólo interesa una cierta plasticidad de los
finos y muy reducida de todas formas, cuando se trata de capas granulares no revestidas en
caminos de baja intensidad de tráfico.
Angulosidad del agregado grueso.

La angulosidad del agregado grueso beneficia al esqueleto mineral debido al rozamiento
interno que se genera entre las partículas, esto contribuye a que las partículas gruesas
permanezcan en su lugar cuando el pavimento entre en funcionamiento y no se produzcan
desplazamientos. El empleo de agregados triturados trae consigo el aumento de la angulosidad de
21
las partículas. La mayoría de las normativas establecen un mínimo de angulosidad del agregado
grueso, dependiendo de las condiciones de tráfico al que va a estar expuesto el pavimento.
Forma del agregado grueso

Las exigencias de forma para el agregado grueso varían ligeramente, con un mismo tráfico,
para las mezclas asfálticas. Lo ideal es que las partículas presenten formas cuboides, evitando o
restringiendo las formas planas, alargadas y en forma de lajas, ya que como lo hemos dicho
antes, este tipo de forma es muy susceptible a quebrarse bajo condiciones de carga de tráfico, lo
que modifica las granulometrías y las propiedades iniciales de las mezclas.
Resistencia a la fragmentación.
Los agregados pétreos deben de cumplir con un cierto mínimo de resistencia a la
fragmentación o al desgaste, lo que da una orientación del comportamiento que tendrá dicho
agregado dentro de la mezcla asfáltica al entrar en servicio el pavimento.
Adhesividad del agregado grueso.

El agregado grueso tiene un comportamiento específico respecto a la adhesividad y a la
resistencia al desplazamiento. Se preconiza la comprobación de la adhesividad del agregado.
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.
Características y propiedades deseables de los Agregados Finos para su utilización en las
mezclas asfálticas.
Procedencia del agregado fino.

El agregado fino deberá proceder de la trituración de piedra de cantera o grava natural en su
totalidad, o en parte de yacimientos naturales. Existen limitaciones en la proporción de agregado
fino no triturado a emplear en las mezclas. Regularmente se emplea arena natural en la
elaboración de mezclas asfálticas que van a ser empleadas en pavimentos con una baja intensidad
de tráfico y a bajos niveles de cargas, se deberá señalar la proporción máxima de arena natural no
triturada, a emplear en la mezcla, la cual regularmente no será superior al 10% de la masa total
del agregado combinado y sin que supere el porcentaje de agregado fino triturado empleado en la
mezcla, la limitación de la cantidad de arena rodada o no triturada que puede incorporarse a la
22
mezcla, se hace por temor a una disminución de la rigidez final de ésta. Hay autores y
administraciones que consideran que una proporción del orden del 10% puede mejorar al tiempo
la manejabilidad, la compacidad e incluso la estabilidad de la mezcla.
Limpieza del agregado fino.

El agregado fino deberá estar exento de terrones de arcilla, materia vegetal, marga y otras
materias extrañas, para evitar que se presenten comportamientos extraños del material dentro de
la mezcla, tales como reacciones químicas, pérdida de estabilidad de la mezcla, abundamientos,
entre otros.
Resistencia a la fragmentación del agregado fino.

El material que se triture para obtener agregado fino deberá cumplir las condiciones exigidas
al agregado grueso sobre el coeficiente de desgaste los Ángeles. Se recomienda usar agregado
fino de naturaleza que mejore alguna característica, especialmente la adhesividad, pero en
cualquier caso procederá de agregado grueso con coeficiente de desgaste de Los Ángeles inferior
a 25 para capas de rodadura e intermedias y a 30 para capas de base.
Adhesividad del agregado fino.

Respecto a los fenómenos de adhesividad agregado fino – ligante, hay que tener en cuenta que
las acciones químicas o químico – físicas en las partículas de menor tamaño son más complejas.
Su mayor superficie específica, tiene facilidad para acumular humedad y gran heterogeneidad de
su naturaleza determinan una mayor sensibilidad a toda clase de transformaciones químicas,
fenómenos polares y de adhesividad, absorción, etc, (Carrizales, 2015).
Polvo mineral (filler)

El filler es un material que se utiliza en las mezclas asfálticas, con la finalidad de
complementar la granulometría de los agregados finos cuyas características no cumplen las
especificaciones técnicas correspondientes (Ministerio de Transportes y Comunicaciones EG-
2013, 2013). Además según (Morea, 2011), este polvo mineral junto con el ligante forman una masa
asfáltica o mastico cuya calidad tiene una importancia fundamental en el comportamiento reológico,
impermeabilidad, y durabilidad de la mezcla.
23
2.2.2.2. Propiedades de mezcla asfáltica en caliente
Según (ASPHALT INSTITUTE, 1992), existen varias propiedades que contribuyen a la

buena calidad de pavimentos de mezclas en caliente. Estas incluyen la estabilidad, la durabilidad,
la impermeabilidad, la trabajabilidad, la flexibilidad, la resistencia a la fatiga y la resistencia al
deslizamiento.
Estabilidad
Esta propiedad refiere a la capacidad para resistir desplazamiento y deformación bajo las
cargas del tránsito. La estabilidad de una mezcla depende de la fricción y la cohesión interna. La
fricción interna en las partículas de agregado (fricción entre partículas) está relacionada con
características del agregado tales como forma y textura superficial.
Durabilidad
Esta propiedad refiere a la resistencia a factores tales como la desintegración del agregado,
cambios en las propiedades del asfalto (polimerización y oxidación), el clima, tránsito, o una
combinación de ambos.
Impermeabilidad
Es la propiedad de la mezcla asfáltica para resistir al paso de aire y agua hacia su interior o a
través de él. Esta característica está relacionada con el contenido de vacíos de la mezcla
compactada, y es así como gran parte de las discusiones sobre vacíos en las secciones de diseño
de mezcla se relacionan con impermeabilidad.
Trabajabilidad
Esta propiedad esta descrita por la facilidad con que una mezcla de pavimentación puede ser
colocada y compactada. Las mezclas que poseen buena trabajabilidad son fáciles de colocar y
compactar.
Flexibilidad
Esta propiedad es la capacidad de una mezcla asfáltica para acomodarse, sin que se agriete, a
movimientos y asentamientos graduales de la subrasante. La flexibilidad es una característica
deseable en todo pavimento asfáltico debido a que virtualmente todas las subrasantes se asientan
(bajo cargas) o se expanden (por expansión del suelo).
24
Resistencia a la fatiga
Esta propiedad es la resistencia a la flexión repetida bajo las cargas de tránsito. Se ha
demostrado, que los vacíos (relacionados con el contenido de asfalto) y la viscosidad del asfalto
tienen un efecto considerable sobre la resistencia a la fatiga.
Resistencia al desplazamiento
Es la propiedad de la mezcla asfáltica de minimizar el deslizamiento o resbalamiento de las
ruedas de los vehículos, particularmente cuando la superficie esta mojada por lo que una
superficie áspera y rugosa tendrá mayor resistencia que una superficie lisa.
2.2.3. MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA

Los materiales asfálticos modificados son el producto de la disolución o incorporación en el
asfalto o sustitución de agregado pétreo por un polímero o hule molido de neumáticos, que son
sustancias estables en el tiempo y a cambios de temperatura, con el objetivo de producir mezclas
de mejor comportamiento y desempeño.
2.2.3.1. Métodos de modificación de la mezcla asfáltica

Según (Rondón & Reyes , 2015) en el mundo existen dos técnicas de utilización de polímero
o aditivos para modificar las propiedades de mezclas asfálticas. La primera es por vía húmeda,
en el cual el polímero aditivo es agregado al asfalto a alta temperatura, y luego, este ligante ya
modificado es adicionado al agregado pétreo para conformar la mezcla asfáltica. La segunda
manera es por vía seca, en el cual el aditivo reemplaza parte del agregado pétreo (por lo general
las partes más finas) y se adiciona a este a alta temperatura para luego recibir el asfalto y formar
la mezcla asfáltica.
Mezcla asfáltica modificada con polímeros

Las mezclas asfálticas modificadas con polímeros se utilizan como capa de rodadura en
pavimentos de alto desempeño, teniendo como función principal brindar mayor vida útil al
pavimento, alta resistencia al tránsito y confort a los usuarios de la vía (TDM GRUPO, 2016).
Según (E-ASPHALT, 2005), los asfaltos modificados con polímeros elevan la vida útil de un
pavimento de dos a tres veces (según el caso a aplicar) con un costo adicional de hasta un 25%
sobre la mezcla asfáltica. Está plenamente probado que los asfaltos convencionales poseen
propiedades satisfactorias tanto mecánicas como de adhesión en una amplia gama de
25
aplicaciones y bajo distintas condiciones climáticas y de tránsito. Sin embargo, el creciente
incremento de volumen del tránsito y la magnitud de las cargas, y la necesidad de optimizar las
inversiones, provoca que, en algunos casos, las propiedades de los asfaltos convencionales
resulten insuficientes
Polímero
Según (Wulf, 2008), los polímeros son sustancias de alto peso molecular formada por la
unión de cientos de miles de moléculas pequeñas llamadas monómeros (compuestos químicos
con moléculas simples). Se forman así moléculas gigantes que toman formas diversas: cadenas
en forma de escalera, cadenas unidas o termo fijas que no pueden ablandarse al ser calentadas,
cadenas largas y sueltas.
Los polímeros termoplásticos son los que más se utilizan para modificar mezclas asfálticas ya
que pueden ser sometidos a altas temperaturas sin que se degraden demasiado sus propiedades.
Estos polímeros a su vez se dividen en dos clasificaciones: Elastómeros y plastómeros. Los tipos
de elastómeros más utilizados para modificar asfaltos son los cauchos naturales como el estireno-
butadieno-estireno (SBS), cauchos sintéticos derivados del petróleo (Estireno-butadieno-caucho,
SBR) y el grano de llanta reciclado y triturado (GCR). Dentro de la gama de plastómeros se
encuentran: el polietileno de alta y baja densidad (PEAD, PEBD), polipropileno (PP),
poliestireno (PS), etc. (Rondón & Reyes , 2015).
RESINAS EPOXI
POLIUTERANOS
Termo endurecible
POLIÉSTERES
POLIETILENO
POLIPROPILENO
Plastómeros E.V.A (etileno-acetato de vinilo)
P.V.C (policloruro de vinilo)
Termo plástico
S.B.R (estireno-butadieno)
Cauchos naturales-Isopreno
Elastómeros Cauchos artificiales-Neopreno
S.B.S (Estireno-Butadieno)
Figura 1: Clasificación de polímeros

Fuente: (Montejo , 2006)
26
Polietileno
De acuerdo a un artículo (Polietileno (PE), 2012). El polietileno o polieteno es el plástico más
común. La producción anual es de aproximadamente 80 millones de toneladas métricas. Su uso
principal es el de embalajes (bolsas de plástico, láminas y películas de plástico, geomembranas,
contenedores incluyendo botellas, etc.) Muchos tipos de polietileno son conocidos, pero casi
siempre presenta la fórmula química (C2H4)nH2.
Existe una clasificación diversa de polietileno, como por ejemplo (Polietileno de Alta
Densidad, Polietileno de baja densidad, Policloruro de vinilo, etc) pero daremos un mayor
énfasis al tereftalato de polietileno - PET.
El PET se usa habitualmente para bebidas carbonatadas y botellas de agua. A su vez,
proporciona propiedades de barrera muy buenas para el alcohol o aceites esenciales,
habitualmente buena resistencia química y una gran resistencia a la degradación por impacto y
resistencia a la tensión. El proceso de orientación sirve para mejorar las propiedades de barrera
contra gases y humedad y resistencia al impacto.
Este polímero está hecho de petróleo crudo, gas y aire. Un kilo de PET está compuesto por
64% de petróleo, 23% de derivados líquidos del gas natural y 13% de aire. A partir del petróleo
crudo, se extrae el paraxileno y se oxida con el aire para dar ácido tereftálico. El etileno, que se
obtiene a partir de derivados del gas natural, es oxidado con aire para formar etilenglicol.
(Gobierno del Estado de México, 2018)
Botellas de plástico
La botella de plástico es un envase muy utilizado en la comercialización de líquidos en
productos como lácteos, bebidas o limpia hogares. Sus ventajas respecto al vidrio son
básicamente su menor precio y su gran versatilidad de formas.
El plástico se moldea para que la botella adquiera la forma necesaria para la función a que se
destina Algunas incorporan asas laterales para facilitar el vertido del líquido. Otras mejoran su
ergonomía estrechándose en su parte frontal o con rebajes laterales para poder agarrarlas con
comodidad. Las botellas con anillos perimetrales o transversales mejoran su resistencia mecánica
al apilamiento. Las estrechas y anchas mejoran su visibilidad en el lineal al contar con un facing
de mayor superficie (WIKIPEDIA la enciclopedia libre, 2018).
27
2.2.4. METODOS DE DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICA
Existen diversos métodos de diseño de mezcla asfáltica pero dentro de los más conocidos
están:
-Método Marshall de diseño de mezclas
Este ensayo es el más utilizado y conocido el cual se desarrollará más adelante.
-Método Hveem de diseño de mezclas
Este método surgió de investigaciones iniciadas por el Departamenteo de Carreteras de
California en 1940. El método abarca la determinación de un contenido aproximado de asfalto
por medio del ensayo Equivalente Centrifugo de Kerosene, y luego el sometimiento de probetas
con este contenido de asfalto, y con contenidos mayores y menores de asfalto a un ensayo de
estabilidad. También se efectúa un ensayo de expansión sobre una probeta que ha sido expuesta
al agua (ASPHALT INSTITUTE, 1992).
-Método Superpave de diseño de mezclas
Según (Rondón & Reyes , 2015), es la metodología más actualizada que se conoce y consiste
básicamente en tres componentes básicos:
I. Especificación y clasificación del cemento asfáltico a través del grado de
funcionamiento (PG por sus siglas en inglés).
II. Diseño y análisis de mezclas de concreto asfáltico basados en propiedades
volumétricas.
III. Ensayos y modelos de predicción para el análisis de mezclas.
2.2.5. DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS MEDIANTE MÉTODO MARSHALL
El concepto del método Marshall para diseño de mezclas de pavimentos fue formulado por
Bruce Marshall, ingeniero de asfaltos del departamento de autopistas del estado de Mississippi.
Este método es aplicable solo a mezclas asfálticas en caliente para pavimentación que contengan
agregados con un tamaño máximo de 25 mm (1”) o menor.
El método MARSHALL es un experimento de laboratorio dirigido al diseño de una adecuada
mezcla asfáltica en caliente por medio del análisis de su estabilidad/fluencia y densidad de vacíos
que garanticen dicha mezcla asfáltica en caliente durable.
28
El método de diseño más usual es el de Marshall (ASTM D 1559) que consiste en someter
una muestra cilíndrica de mezcla a una carga vertical hasta que se dé la rotura de la muestra.
La prensa que aplica esa carga cuenta con un medidor de fluencia que mide la deformación
del cuerpo de prueba en centésimo de púlgada (0.01”) (ASPHALT INSTITUTE, 1992).
2.2.5.1. Parámetros a determinar mediante el método de diseño Marshall
Según (ASPHALT INSTITUTE, 1992), los parámetros son los siguientes:
Determinación del peso específico total

El peso específico total de cada probeta se determina tan pronto como las probetas recién
compactadas se hayan enfriado a la temperatura ambiente. Esta medición de peso específico es
esencial para un análisis preciso de densidad-vacíos. El peso específico total se determina usando
el procedimiento descrito en la norma AASHTO T 166.
Ensayo de estabilidad y fluencia

El ensayo de estabilidad está dirigido a medir la resistencia a la deformación de la mezcla. La
fluencia mide la deformación, bajo carga que ocurre en la mezcla.
Valor de estabilidad Marshall

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 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.
Debido a que la estabilidad Marshall indica la resistencia de una mezcla a la deformación
existe una tendencia a pensar que si un valor de estabilidad es bueno, entonces un valor más alto
será mucho mejor.
Para muchos materiales de ingeniería, la resistencia del material es, frecuentemente, una
medida de su calidad; sin embargo, este no es necesariamente el caso de las mezclas asfálticas en
caliente. Las estabilidades extremadamente altas se obtienen a costa de durabilidad.
29
Valor de fluencia Marshall
La fluencia Marshall, medida en centésimas de pulgada representa la deformación de la
briqueta. La deformación está indicada por la disminución en el diámetro vertical de la briqueta.
Las mezclas que tienen valores bajos de fluencia y valores muy altos de estabilidad Marshall
son consideradas demasiado frágiles y rígidas para un pavimento en servicio. Aquellas que
tienen valores altos de fluencia son consideradas demasiado plásticas y tiene tendencia a
deformarse bajo las cargas del tránsito.
Análisis de densidad y vacíos

Una vez que se completan los ensayos de estabilidad y fluencia, se procede a efectuar un
análisis de densidad y vacíos para cada serie de probetas de prueba. El propósito del análisis es el
de determinar el porcentaje de vacíos en la mezcla compactada.
Análisis de vacíos
Los vacíos son las pequeñas bolsas de aire que se encuentran entre las partículas de agregado
revestidas de asfalto. El porcentaje de vacíos se calcula a partir del peso específico total de cada
probeta compactada y del peso específico teórico de la mezcla de pavimentación (sin vacíos).
Este último puede ser calculado a partir de los pesos específicos del asfalto y el agregado de la
mezcla, con un margen apropiado para tener en cuenta la cantidad de asfalto absorbido por el
agregado, o directamente mediante un ensayo normalizado (AASHTO T 2091 ), efectuado sobre
la muestra de mezcla sin compactar. El peso específico total de las probetas compactadas se
determina pesando las probetas en aire y en agua.
Análisis de Peso Unitario

El peso unitario promedio para cada muestra se determina multiplicando el peso específico
total de la mezcla por 1000 Kg/m3.
Análisis de VMA
Los vacíos en el agregado mineral (VMA) están 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
30
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.
Análisis de VFA
Los vacíos llenos de asfalto, son el porcentaje de vacíos inter granulares 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 (Carrizales, 2015).
2.2.5.2. Propiedades volumétricas
Según (Minaya & Ordoñez, 2006), las relaciones volumétricas entre el ligante asfáltico y los
agregados es un factor importante a considerar. Los parámetros a considerar son los siguientes:
Gravedad específica Bulk del agregado.

Debido a que el agregado total consiste de fracciones separadas de agregados grueso, fino,
etc., es por tal motivo que se combinan las gravedades específicas
Dónde:
: Gravedad específica bulk de la combinación de agregados.
: Porcentajes individuales por peso del agregado.
: Gravedad específica bulk individual del agregado.
Gravedad específica efectiva del agregado

La gravedad específica efectiva se calcula con la gravedad específica teórica máxima de
mezclas asfálticas (RICE) ASTM D-2041, de la manera siguiente:
31
Dónde:
: Gravedad específica efectiva del agregado.
: Porcentaje en peso del total de la mezcla suelta, 100%.
: Porcentaje de asfalto para el peso total de la muestra.
: Gravedad específica teórica máxima (ASTM D-2041) de la mezcla (sin vacíos de aire).
: Gravedad específica del asfalto.
Gravedad específica teórica máxima de mezclas con diferentes contenidos de asfalto

Este parámetro se calcula para determinar el porcentaje de vacíos de aire para cada contenido
de asfalto.
Dónde:
: Porcentaje en peso del total de la mezcla suelta, 100%.
: Contenido de agregado, porcentaje en peso del total de la mezcla.
Absorción de asfalto
La absorción de asfalto se expresa de la siguiente manera
Dónde:
: Asfalto absorbido, porcentaje del peso de agregado.
: Gravedad específica bulk del agregado.
32
Contenido de asfalto efectivo de la mezcla
Mediante este parámetro determinamos el contenido de asfalto que cubre el exterior del
agregado.
Dónde:
: Contenido de asfalto efectivo, porcentaje del peso total de la mezcla.
: Asfalto absorbido, porcentaje del peso de agregado.
Porcentaje de VMA en mezcla compactada

Este parámetro define los vacíos entre las partículas de agregado de la mezcla compactada,
incluye los vacíos de aire y el contenido de asfalto efectivo.
Dónde:
: Vacíos en el agregado mineral, porcentaje del volumen bulk.
: Gravedad específica bulk del agregado.
: Gravedad específica bulk de la mezcla compactada (AASHTO T166; ASTMD D1188 o
D2726.
Porcentaje de vacíos de aire en mezcla compactada

Este parámetro representa los pequeños vacíos de aire entre las partículas de agregados
recubiertos en la mezcla total compactada.
33
Dónde:
: Vacíos de aire en la mezcla compactada, porcentaje del volumen total.
: Gravedad específica bulk de la mezcla compactada.
Porcentaje VFA en mezclas compactadas
Este parámetro define el porcentaje de los vacíos entre partículas (VMA) que se llenan con
asfalto pero no incluye el porcentaje de asfalto absorbido.
Dónde
: Vacíos llenados con asfalto, porcentaje de .
: Vacíos en el agregado mineral, porcentaje del volumen bulk.
: Vacíos de aire en la mezcla compactada, porcentaje del volumen total.
Figura 2: Esquema de una muestra HMA compactada

Fuente: (Minaya & Ordoñez, 2006)
Vma: Volumen de vacíos en agregado mineral
Vmb: Volumen bulk de la mezcla compactada
Vm : Volumen de vacíos de la mezcla de pavimentación
Vfa : Volumen de vacíos llenos con asfalto
Va : Volumen de vacíos de aire
Vb : Volumen de asfalto
Vba : Volumen de asfalto absorbido
Vsb : Volumen d agregado mineral (gravedad específica bulk)
Vse : Volumen del agregado mineral (gravedad específica efectiva)
34
2.2.5.3. Procedimiento de diseño Marshall
Curvas de tendencia Marshall
Según (Menéndez , 2012), las curvas de tendencia Marshall son 6 gráficos que representan el
contenido de asfalto vs vacíos de mezcla, contenido de asfalto vs densidad, contenido de asfalto
vs flujo, contenido de asfalto vs estabilidad Marshall, contenido de asfalto vs vacíos llenos de
asfalto, contenido de asfalto vs vacíos de agregado mineral.
Figura 3: Tendencia de curvas para el diseño Marshall

Fuente: (CIVIL Engineering Portal, 2018)
Criterio de elección del porcentaje óptimo de asfalto
Según (Menéndez , 2012), los criterios utilizados para seleccionar el contenido óptimo de
asfalto puede variar dependiendo de cada requerimiento. Se suele recomendar que el contenido
óptimo de asfalto sea seleccionado al contenido asfáltico que proporciona la máxima estabilidad,
la densidad máxima y el punto medio del rango de vacíos. Sin embargo para determinar el
contenido óptimo adecuado de asfalto se debe realizar un proceso iterativo, en el cual para un
determinado contenido asfáltico se cumpla con los requerimientos establecidos en las normas.
35
2.2.6. MECANISMOS DE DAÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS
Los cuatros principales mecanismos de daño de mezclas asfálticas en servicio, reportados en

la literatura de referencia y que se deben tener en cuenta en el diseño del pavimento, son el
ahuellamiento, los agrietamientos por fatiga, el daño por humedad y el envejecimiento.
2.2.6.1. Deformación permanente en mezclas asfálticas
Según (Rondón & Reyes , 2015). El fenómeno de ahuellamiento es uno de los principales
mecanismos de daño de capas asfálticas en estructuras de pavimento flexible. Este fenómeno
puede ser definido como la deformación vertical permanente que se va acumulando en el
pavimento debido al paso repetitivo de los vehículos el cual genera la formación de delgadas
depresiones longitudinales a lo largo de la trayectoria de las llantas. Pueden generar fallas
estructurales o funcionales en el pavimento y ocurre en cualquier capa de la estructura. Sin
embargo investigadores como Sousa et al. (1994) y Chen et al. (2003) han demostrado y
reportado que la mayor parte del ahuellamiento se genera en la capa asfáltica.
Ensayo de Rueda Carga de Hamburgo (Wheel-Tracking) (AASHTO T-324)

Importancia:
El método es utilizado para determinar la susceptibilidad a la falla prematura de las mezclas
asfálticas en caliente debido a la debilidad de la estructura de agregado, una rigidez inadecuada
del ligante asfáltico o por daño inducido por humedad (LanammeUCR, 2018).
Procedimiento
Según (Rondón & Reyes , 2015), para este ensayo se requiere de una losa de mezcla asfáltica
o un espécimen rectangular es sumergida en agua a 50 °C y la cual es deformada debido al paso
repetido de una carga rodante de acero de 703N que simula la forma de una llanta vehicular. Este
ensayo ha sido ampliamente utilizado en Alemania para evaluar la susceptibilidad de mezclas
asfálticas a la humedad. El equipo aplica como máximo 2x104 ciclos de carga o una deformación
de 12.5 cm. Si las muestras son cilíndricas, sus dimensiones son de 15.24 cm y 7.62 cm de
diámetro y altura correspondiente. El porcentaje de vacíos que deben presentar las muestras debe
estar entre 6 a 8%.
La curva deformación-pasadas obtenida con la prueba de la rueda cargada de Hamburgo
presenta tres puntos: Pendiente de rodera o pendiente de fluencia, punto de inflexión y pendiente
36
de “desgranamiento”. La pendiente de rodera se presenta antes de que inicie la pendiente de
desgranamiento. En esta zona es donde puede presentarse la deformación por rodera y el flujo
plástico de la mezcla. La pendiente de desgranamiento es un indicador del grado de severidad del
daño por humedad. El punto de inflexión está relacionado con la resistencia de la mezcla por
efecto de humedad (Torres, Hernández , Romero, & Torres , 2016).
Figura 4: Gráfica esquemática deformación-pasadas (ciclos) por susceptibilidad a la humedad

Fuente: (Torres, Hernández , Romero, & Torres , 2016)
2.2.6.2. Daño por humedad en mezclas asfálticas
El daño por humedad está muy relacionado con el enlace por cohesión, que involucra la
fuerza de cohesión del asfalto y con el enlace por adhesión, que más bien tiene que ver con la
fuerza de interacción entre el agregado y el asfalto (Cheng, 2002). No obstante, dentro de las
metodologías de diseño más utilizadas actualmente, estas propiedades no es algo que se
consideren al nivel de detalle que realmente se requiere (Vidal , 2016).
Ensayo Lottman Modificado (AASHTO T-283)

Importancia:
El método es utilizado para determinar la susceptibilidad al daño ocasionado por humedad y
también la evaluación de la adherencia árido-ligante de las mezclas asfálticas compactadas.
(Centro de investigación vial UTN-FRLP, 2015)
Procedimiento:
El método consiste en someter especímenes de compactación con 7 0.5% de vacíos a dos
tipos de condiciones: seco y húmedo, antes de su rotura a tracción indirecta. Estas condiciones
37
pre establecidas sirven como simulación de las variaciones de condiciones a las que se puede
enfrentar el pavimento asfáltico y sobre todo al daño ocurrido por humedad inducida.
Figura 5: Configuración de la carga (a) y rotura del ensayo de tracción indirecta (b)
Fuente: (Padilla, 2004)
2.2.6.3. Módulo Resiliente en mezclas asfálticas
Los materiales que constituyen los pavimentos se ven sometidos a cargas dinámicas de
diversas magnitudes que le son transmitidas por el tráfico con el fin de tener en cuenta la
naturaleza cíclica de las cargas que actúan en los materiales que conforman una estructura de
pavimento, así como el comportamiento no lineal y resiliente de los materiales (Universidad
Politécnica de Catalunya, 2005).
Ensayo de Módulo Resiliente de las mezclas bituminosas (AASHTO TP-31)

Importancia:
El método sirve para determinar la deformación recuperable o elásticas bajo la acción repetida
de cargas a una temperatura establecida a la cual es sometida la mezcla asfáltica compactada.
Además este parámetro es requerido en el procedimiento empírico de diseño de la Guia
AASHTO 1993 y es uno de los principales datos de entrada para la Guía de diseño mecanístico
empírico 2002, por lo que es considerado como un elemento que caracteriza de manera racional
el comportamiento esfuerzo-deformación de los materiales que conforman la estructura
(LanammeUCR, 2007).
38
Procedimiento
El ensayo consiste en tener las proporciones óptimas de contenido de asfalto y de los
componentes pétreos, para luego compactar especímenes. La temperatura indicada para
determinar los ensayos se determinan previamente para luego ser sometida a ciclo de carga y
descarga con periodos de reposo. Las muestras son sometidas a carga diametral por compresión
indirecta. Aunque es posible hacer ajustes en la duración de los pulsos de carga y en la
temperatura, las normas usualmente fijan como condiciones iniciales un pulso de carga de 0.1
segundos, seguido por un periodo de reposo de 0.9 segundos y la realización del ensayo a 25°C
(Sanchez & Campagnoli, 2016).
La temperatura de ensayos de los módulos de resilencia, se basa en las normas siguientes:
1.- Manual de carreteras-especificaciones técnicas para la construcción EG-2013

La mezcla definida como óptima, deberá ser verificada con la medida de su módulo resiliente.
El valor del módulo es determinado según la norma de ensayo ASTM D 4123-82 (1995) con las
temperaturas de ensayo de (5ºC, 25ºC y 40ºC).
2.- Metodología AASHTO 1993.

Según esta metodología se requiere que el módulo resiliente sea determinado a temperatura de
68ªF o 20º C, y basado en la norma (ASTM D 4123-82, 1995).
Figura 6: Prueba de módulo resiliente según la norma ASTM D4123-82

Fuente: (ASTM D 4123-82, 1995)
39
CAPÍTULO III: MARCO METODOLÓGICO
3.1. TIPO DE INVESTIGACIÓN
El tipo de investigación es Cuantitativa, la cual utiliza la recolección de datos para probar

hipótesis en base a la medición numérica y el análisis estadístico con el fin de establecer pautas
de comportamiento y probar teorías. (Hernández, Fernández , & Baptista, 2014).
3.2. NIVEL DE INVESTIGACIÓN
Es una investigación Correlacional, la cual tiene como finalidad conocer el grado de

asociación que exista entre dos o más conceptos, categorías o variables en una muestra o
contexto en particular. Para evaluar el grado de asociación entre dos o más variable, en los
estudios correlacionales primero se mide cada una de estas, y después se cuantifican, analizan y
establecen las vinculaciones. (Hernández, Fernández , & Baptista, 2014).
3.3. DISEÑO DE INVESTIGACIÓN

Es una investigación Experimental en el cual el término experimento tiene al menos dos
acepciones, uno general y otra particular. Lo general se refiere a elegir o realizar una acción y
después observar las consecuencias. Una acepción particular de experimento, más armónica con
un sentido científico del término, se refiere a un estudio en el que se manipulan intencionalmente
una o más variables independientes, para analizar las consecuencias que la manipulación tiene
sobre una o más variables dependientes dentro de una situación de control para el investigador.
(Hernández, Fernández , & Baptista, 2014).
3.4. POBLACIÓN Y MUESTRA

3.4.1. POBLACIÓN
La población de estudio será dado por la cantidad de cuerpos de prueba para mezcla asfáltica
convencional y mezcla asfáltica modificada con adición de trozos de polietileno reciclado de
botellas de plástico.
40
3.4.2. TAMAÑO DE MUESTRA
En caso de la muestra a analizar de mezcla asfáltica convencional, para propósitos de diseño

de mezcla los resultados de los ensayos de estabilidad y flujo deberán consistir del promedio de
un mínimo de 03 especímenes por cada incremento de contenido de ligante, donde el contenido
de ligante varía en incrementos de 0,5% sobre un rango de contenido de ligante. (Ministerio de
Transportes y Comunicaciones, 2016).
Para las muestras a analizar de mezcla asfáltica modificada, la sustitución del agregado fino
tanto chancado como fino natural, por las fibras PET de botellas de plástico se dieron en 03
especímenes por cada porcentaje incremental. Las proporciones para la sustitución de agregado
fino por fibras PET fueron: 0.2%,0.4%,0.5%,0.6%,0.8%,1.0%,1.2%,1.5%,1.7%,2%,4%.
Para los ensayos de Rueda Cargada de Hamburgo, ensayo Lottman modificado y ensayo de
módulo de resilencia se respetó la cantidad de muestras que se expresa en las normas AASHTO
T-324, AASHTO T-283 y AASHTO TP-31; tanto para mezcla convencional y modificada
3.4.2.1. Procedimiento de muestreo
El muestreo es no probabilístico en el cual según (Borja, 2012), no es posible calcular con

precisión el error estándar, así como el nivel de confianza con el que hacemos la estimación.
Pero para este caso la selección de los elementos no depende de la probabilidad sino del criterio
del investigador, ya que no se requiere tanto de una representatividad de elementos de una
población sino de una cuidadosa y controlada elección de casos con características especificadas
(Hernández, Fernández , & Baptista, 2014). Esto se justifica debido a que cada cuerpo de prueba
es controlado, estudiado y analizado.
3.4.2.2. Tipo de muestreo
Se utilizó un muestreo intencional o por juicio en el cual las muestras se basan en el

conocimiento y la credibilidad del investigador en el cual se seleccionan intencionalmente los
individuos de población (QuestionPro, 2018).
3.4.2.3. Cuantificación de tamaño de muestra
Debido a que no se dispone con una población de estudio controlable y realizando un estudio
de muestreo no probabilístico de tipo intencional, la cantidad de muestras para la mezcla
41
asfáltica convencional se basa en recomendaciones del Manual de Carreteras-Especificaciones
Técnicas Generales para la Construcción EG-2013 y la norma internacional AASHTO, mientras
que para la mezcla asfáltica modificada se hizo uso del criterio y estudios semejantes que
pudieran dar alguna referencia de la cantidad de muestras.
Tabla 3
Reporte de número de especímenes para mezcla asfaltica convencional y modificada
Convencional Modificado
Ensayos de laboratorio N° Especímenes N° Especímenes
Diseño de mezcla asfáltica Marshall 20 44
Rueda Cargada de Hamburgo 2 2
Lottman Modificado 6 6
Módulo de Resilencia 20°C 3 3
Módulo de Resilencia 25°C 3 3
TOTAL 34 58
42
CAPÍTULO IV: ENSAYOS Y RECOLECCIÓN DE DATOS
4.1. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS
4.1.1. FICHAS Y FORMATOS
4.1.1.1. Formatos de recolección de datos
43
|
44
4.1.2. INSTRUMENTOS Y EQUIPOS
4.1.2.1. Instrumentos para ligante asfáltico
-Penetrómetro
-Ductilómetro
4.1.2.2. Instrumentos para agregados pétreos
-Equipo de granulometría
-Equipo de azul de metileno
-Equipo de índice de durabilidad
-Equipo de equivalente de arena
-Equipo partículas chatas y alargadas.
-Equipo de adhesividad Riedel Weber
4.1.2.3. Instrumentos para mezcla asfáltica
-Horno de convección forzada

-Equipo de baño maría
-Equipo de peso específico RICE
-Prensa Marshall
-Compactador Marshall
-Compactador Giratorio SUPERPAVE
-Rueda Cargada de Hamburgo – DWT
-Máquina de ensayos Universal – UTM
4.1.3. LABORATORIOS
4.1.3.1. Laboratorio de la universidad

Laboratorio de mecánica de suelos de la carrera profesional de Ingeniería Civil-UNSAAC
4.1.3.2. Laboratorios privados
-Laboratorio de suelos y materiales PRO&CON SILVER

-Laboratorio de suelos y materiales GEOtest
-Laboratorio de la Planta de asfalto del Gobierno Regional-Cusco
-Laboratorio de asfaltos TDM-Las praderas de Lurín
45
4.2. ENSAYOS Y RECOLECCIÓN DE DATOS DE LOS COMPONENTES
DE MEZCLA ASFÁLTICA
4.2.1. AGREGADOS PÉTREOS
4.2.1.1. Características de la cantera
Cantera: Morro Blanco

Ubicación:
Se ubica a 52.8 km de la ciudad del Cusco y cuenta con un acceso de 0.5 km de afirmado de
ingreso hasta la misma cantera.
Tabla 4
Localización de cantera
Cantera Morro Blanco
Departamento Cusco
Provincia Calca
Distrito Pisac
Figura 7: Ubicación de la cantera Morro Blanco
Disponibilidad
No es de libre disponibilidad debido a que la municipalidad de Pisac es la encargada de su
respectiva administración.
46
Material
La cantera está formada por depósitos fluviales, producto de las acumulaciones de material
que es arrastrado y depositado por las aguas del río Vilcanota. La forma de las partículas es sub
angulosa con tamaño máximo de 12” de Grava pobremente gradada (GP).
Rendimiento
El rendimiento promedio que se obtiene en la cantera es 85% de un total de volumen bruto de
material de 30,000 m3 obteniendo de esta manera un volumen útil de 25,500 m3 de material. El
equipo de maquinaria de explotación que usualmente se utiliza es excavadora, cargador,
volquete, y durante la época de estiaje usualmente.
Chancadora
El material de la cantera Morro Blanco es trasladado a la planta de asfaltos del Gobierno
Regional Cusco que está ubicado en el distrito de Caycay, provincia de Paucartambo. La
chancadora es del tipo secundaria, la cual para una fase primaria se reduce los bolones de grava
a partículas de menor tamaño y durante la fase secundaría se produce un chancado para la
producción del agregado pétreo de 1/2" y arena chancada.
Tabla 5
Producción de la chancadora secundaria
Producción de agregado pétreo por 8 horas de trabajo
Agregado grueso 1/2" 70-80 m3
Arena chancada 30-40 m3
Fuente: Gobierno Regional Cusco-Planta de asfaltos (Caycay)
Figura 8: Cantera Morro Blanco
47
Figura 9: Producción de piedra chancada de 1/2" y arena chancada - planta de asfaltos del
Gobierno Regional-Caycay
Tabla 6
Resumen de características de la Cantera Morro Blanco
A 52,800 km. L.D. de la ciudad del

Ubicación
Cusco
52.8 Km. (nivel de asfaltado) más 0.5
Acceso
Km. (nivel de afirmado)
Propietario Municipalidad de Pisac
Área (m2) 25,000
Profundidad Exploración. (m) 1.2
Limpieza (m) 0.10 m
Nivel Freático. (m) Se encontró a 1.50 m
Vol. Bruto (m3) 30,000
Rendimiento. (%) 85%
Vol. Útil (m3) 30,000 x 85% = 25,500
Tipo de Material Fluvial
Mezcla Asfáltica : Procesado (Chancado
Usos y Tratamientos
y zarandeado)
Usos y Rendimientos Mezcla Asfáltica : 85%
Equipo de Explotación Excavadora, Cargador, Volquete
Época de Explotación Época de estiaje
Fuente: (Gobierno Regional Cusco-Odebretch)
Nota: Mejoramiento de la transitabilidad peatonal y vehicular de la Av. Evitamiento de la ciudad del Cusco.
48
4.2.1.2. Ensayos realizados a los agregados pétreos
Todos los ensayos realizados en los agregados pétreos se encuentran como requerimientos
especificados en el Manual de Carreteras Especificaciones Técnicas para la Construcción EG-
2013.
Gradación de mezclas asfálticas (MAC)
La gradación deberá responder a algunos de los husos granulométricos especificados en el
Manual de Carreteras Especificaciones Técnicas para la Construcción EG-2013 o
alternativamente a las gradaciones especificadas en la ASTM D 3515 e Instituto del Asfalto .
Análisis granulométrico de agregados pétreos

La recolección de agregados fue de la planta de asfalto del Gobierno Regional Cusco ubicado
en el distrito de Caycay, los cuales fueron trasladados al laboratorio de Suelos de la Facultad de
Ingeniería Civil-UNSAAC.
Se procede al cuarteo y posterior obtención de una determinada cantidad representativa de
cada uno de los agregados (grueso, arena chancada y arena fina natural), para luego ver la
proporción adecuada que permita responder a algún Huso pre establecido (en este caso Huso
MAC-2).
Durabilidad (al sulfato de magnesio) – MTC E 209

Este ensayo se realiza con el objetivo de cuantificar la desintegración del agregado grueso y
del agregado fino por medio de una solución concentrada de Sulfato de Magnesio durante 16 a
18 horas, y por 5 ciclos de inmersión. Este ensayo provee información para determinar la
alterabilidad de los agregados ante acción de la intemperie.
Primeramente se tamiza el material (agregado grueso y agregado fino) de acuerdo a los
parámetros establecidos. Luego de este periodo se pesa cada retenido en la malla correspondiente
y se procede a saturarlos con la solución de Sulfato de Magnesio por un periodo de 16 a 18 horas
para después desechar la solución y volver a sumergir cada retenido en el mismo periodo de
tiempo. Se realizó 5 ciclos de inmersión. Para el último ciclo, una vez desechada la solución, se
lleva al horno por 30 minutos y se pesa tomando las medidas para observar la diferencia con el
peso inicial antes de la primera inmersión.
49
Abrasión los ángeles - MTC E 207
Este ensayo cuantifica la degradación de los agregados minerales ante una combinación de
acciones de desgaste, impacto y trituración producidos por un número determinado de esferas de
acero, dicha cantidad depende de la gradación de la muestra que será ensayada dentro de un
tambor de acero. Los ciclos de giro del tambor son rotaciones a una velocidad entre 30 rpm a
33rpm, por 500 revoluciones. Finalmente se toma como porcentaje de pérdida todo el material
pasante la Malla #12.
Establecemos la gradación del material a ensayar y la masa de carga de acuerdo a las
especificaciones correspondientes. Seguidamente se ingresa el material gradado con la carga de
esferas dentro del tambor giratorio, y se da comienzo al ensayo rotándolo a la velocidad
establecida. Finalmente se extrae el material ensayado y se tamiza por la malla #12. El material
retenido se pesa para cuantificar el desgaste en comparación con el material inicial ingresante al
tambor o Máquina de los Ángeles.
Adherencia – MTC E 517

El ensayo tiene la finalidad de calificar la capacidad del agregado a retener una capa
bituminosa bajo presencia de agua al nivel de +95% o -95%. La determinación de dicho
parámetro se hace de manera cualitativa.
Se tamiza el material pasante la malla #3/8 y retenido en la malla #1/4 y se separa
aproximadamente 70 gramos de material. De igual forma separa aproximadamente 5 gramos del
ligante asfáltico PEN 120-150 para mezclar con el material seleccionado y a la cual diluya el
bitumen. Una vez mezclado se deja secar por 10 minutos para luego verter la mezcla sobre un
recipiente con agua destilada dejando inmerso el material por un periodo de 24 horas.
Transcurrido este tiempo se observa si el ligante asfáltico ha desprendido del agregado granular y
se cualifica consiguientemente como “Mayor de 95%” o “Menor de 95%”.
Índice de durabilidad de agregado grueso – MTC E 214

Este ensayo permite determinar la resistencia del agregado grueso a producir finos dañinos
como la arcilla cuando se someten a métodos mecánicos de degradación, así como también
proporciona un diagnóstico para evaluar la calidad de la cantera o fuente del agregado.
Se tamiza el material de acuerdo a la gradación establecida para luego colocarlo dentro de un
recipiente colector el cual tiene en su interior 7 ml de Solución Stock (Cloruro de Calcio). Luego
50
se vierte agua destilada hasta enrasar todo el material y se cierra el recipiente para llevarlo a la
máquina de agitación programada para 600 revoluciones en 10 minutos. Transcurrido este
periodo de tiempo se extrae el material y se lava por la malla #200 durante 13 secuencias,
colectando el material pasante. Dicho material se ingresa a la probeta de ensayos para
seguidamente ser agitada durante 40 segundos. Finalmente se deja el material en reposo durante
20 min y se toma nota del valor asentado de material pasado el tiempo indicado.
Dónde:
= Índice de durabilidad
= Altura de sedimentación, en mm, y la cantidad ( )
Partículas chatas y alargadas – MTC E 223

Este ensayo permite determinar que partículas pueden interferir con la consolidación y
dificultar la colocación de los materiales. Dicho método provee el medio para verificar si se
cumple con las especificaciones que limitan tales partículas o para determinar la forma
característica del agregado grueso con el objetivo de determinar las partículas chatas y alargadas
del agregado las partículas con una relación de longitud a espesor superior a un valor
especificado.
Primeramente se separa el peso indicado según el tamaño máximo nominal de agregado

grueso, para luego tamizar por las mallas indicadas hasta la malla #4. Teniendo la muestra
retenida se procede a cualificar cada partícula con los calibradores de partícula chata y partícula
alargada. La clasificación se dio de la siguiente manera: partícula chata, partícula alargada,
partícula chata y alargada, partícula ni chata ni alargada. Finalmente se pesa cada clasificación y
se observa que porcentaje ocupa dentro del peso total retenido en cada malla las partículas chatas
y alargadas.
Caras fracturadas – MTC E 210

Este ensayo permite determinar el porcentaje en masa o cantidad de una muestra de agregado
la cantidad de partículas fracturadas. El propósito usual es maximizar el esfuerzo cortante
mediante incremento de fricción inter-partícula. La clasificación es de acuerdo al número de
caras fracturadas que posee cada partícula.
51
Primeramente se selecciona la cantidad establecida de agregado grueso, para luego tamizar
por las mallas indicadas hasta la malla #4. Luego se procede a cualificar de acuerdo a las
características de las caras fracturadas en cada retenido de la siguiente manera: 1 cara fracturada,
2 caras fracturadas, 3 o más caras fracturadas. Finalmente se toma nota del peso de cada
cualificación, para conocer el porcentaje respecto del total de cada retenido en los tamices
indicados y de la cantidad inicial seleccionada.
Dónde:
= Porcentaje de partículas con el número especificado de caras fracturadas.
= Masa o cantidad de partículas fracturadas con al menos el número especificado de caras
fracturadas.
= Masa o cantidad de partículas en la categoría no fracturadas o que no entran en el criterio de
partícula fracturada.
Sales solubles totales - MTC E 219

Este ensayo permite determinar la cantidad de cloruros y sulfatos solubles en agua de
agregados gruesos y finos. El método consiste en someter a lavados con agua hasta la
temperatura de ebullición, el objetivo final es la extracción total de sales en el agregado grueso y
fino.
Primeramente se coloca la muestra en un vaso precipitado y se agrega agua destilada para
cubrir el agregado y calentar hasta conseguir el punto de ebullición. Seguidamente se agita 1
minuto y se repite dicho proceso por 10 minutos para luego decantar el líquido durante 10
minutos hasta que se aprecie transparente. Se repite los pasos previos hasta que no se detecte
sales juntando los líquidos sobrenadantes que se van acumulando. El líquido final acumulado se
enfría y se lleva a un matraz y ser llenado con agua destilada tomando una alícuota de un
volumen entre 50 a 100 ml. Finalmente se cristaliza la alícuota en el horno hasta masa constante
y se registra dicho peso.
52
Peso específico y absorción de agregado grueso - MTC E 206
Una muestra de agregado se sumerge en agua por 24 horas aproximadamente para llenar los
poros interiores. Luego la muestra se retira de la inmersión para secar la superficie de las
partículas con una toalla o franela. Luego se pesa y se lleva al horno. Finalmente la muestra es
extraída a las 24 horas para ser pesada nuevamente en condición seca.
Para determinar el peso específico se gradúa una probeta con agua y se determina el volumen
inicial. Posteriormente se ingresa una cantidad de material en condición de superficie seca dentro
de la probeta y tomar el valor de cuánto se eleva el volumen inicial.
Peso específico de masa
Peso específico de masa saturada con superficie seca
Peso específico aparente
Absorción
Dónde:
=Peso de la muestra seca en el aire, gr
=Peso de la muestra saturada superficialmente seca en el aire, gr
=Peso en el agua de la muestra saturada
Equivalente de arena - MTC E 114

Este ensayo determina la cantidad relativa, fineza, y carácter del material arcilloso que se
encuentra en el agregado fino. Dicho parámetro es muy importante para cualificar la calidad del
agregado.
Primeramente se tamiza el material pasante por la malla #4. Luego se llena la probeta
graduada con la Solución Stock (Cloruro de Calcio) hasta la medida establecida para verter el
material dentro de la probeta graduada y dejar reposar la mezcla durante 10 minutos.
53
Seguidamente se agita la probeta por 30 segundos para luego irrigar las paredes con la solución
Stock. Finalmente se deja asentar el material por 20 min y se da lectura a las medidas
establecidas.
Dónde:
Angularidad del agregado fino - MTC E 222

Este ensayo define el porcentaje de vacíos con aire presente en las partículas menores (pasante
por la malla Nº 8), levemente compactados.
Primeramente se tamiza el material pasante por la malla #8 y retenido en la malla #20. Luego
se pesa el cilindro de volumen conocido que será llenado del material para después verter el
material tamizado en un recipiente diferente, y luego por medio de un embudo llenar el cilindro
de volumen conocido hasta que rebose. Finalmente se enrasa el material excedente y se pesa el
cilindro de volumen conocido para determinar los valores establecidos.
Dónde:
= Angularidad de agregado fino
= Peso de agregado fino
= Gravedad específica del agregado fino
Azul metileno – AASTHO TP-57

Este ensayo permite determinar la cantidad de material que puede ser dañino en el agregado
fino (arcilla o algún material orgánico).
Primeramente se tamiza el material pasante por la malla #200 y se separa aproximadamente
10 gramos. Luego se prepara la bureta llena de la Solución de Azul Metileno para después
comenzar a mezclar el material con la solución de la bureta cada 0.5 ml con un periodo de 1
54
minuto. Este incremento se realiza hasta que aparezca la aureola azul de la solución, y para ello
se procede a hacer gotear la mezcla sobre un papel filtro con el objetivo de ver qué cantidad de
solución en la mezcla presenta la aureola azul. Finalmente se toma nota de la cantidad necesaria
a la que se llega a la presencia de dicha aureola.
Índice de plasticidad (malla N°40) - MTC E 111

Este ensayo permite determinar el límite plástico de un suelo (en este caso agregado fino).
Primeramente se tamiza el material pasante la malla #40. Para luego separar una cantidad de
por lo menos 30 gramos y mezclar con agua hasta obtener una consistencia que pueda ingresar a
la cuchara de Casagrande y cierre la abertura hecha en un mínimo de 15 golpes. Una vez
colocado se procede al golpeo automático indicado y se toma nota de los golpes necesarios. Si en
caso no llega a los parámetros establecidos se determina que el material no posee límite líquido y
por tanto tampoco índice de plasticidad.
Índice de plasticidad (malla N°200) - MTC E 111

Este ensayo permite determinar el límite plástico de un suelo (en este caso agregado fino).
Primeramente se tamiza el material pasante la malla #200. Para luego separar una cantidad de
por lo menos 30 gramos y mezclar con agua hasta obtener una consistencia que pueda ingresar a
la cuchara de Casagrande y cierre la abertura hecha en un mínimo de 15 golpes. Una vez
colocado se procede al golpeo automático indicado y se toma nota de los golpes necesarios. Si en
caso no llega a los parámetros establecidos se determina que el material no posee límite líquido y
por tanto tampoco índice de plasticidad.
Índice de durabilidad de agregado fino - MTC E 214

Se tamiza el material pasante por la malla #4 aproximadamente 300 gr. Seguidamente se
compacta en el molde en dos capas para luego preparar la probeta de ensayo, con la Solución
Stock (Cloruro de Calcio). Seguidamente se ingresa el material y se deja reposar con la solución
por 10 minutos. Pasado este tiempo se agita la probeta de ensayo por 10 minutos. Una vez
realizado este proceso se deja reposar el material por 20 minutos. Finalmente se proceda a dar
lectura de forma similar a la realizada en el ensayo de equivalente de arena.
55
Dónde:
Gravedad específica y absorción de agregado fino - MTC E 205

Este ensayo es usado para calcular el cambio en la masa de un agregado debido al agua
absorbida en los espacios de los poros que existe entre las partículas constituyentes, comparado a
la condición seca.
Se tamiza el material pasante por la malla #4 para luego dejar inmerso en agua por 24 horas.
Transcurrido este periodo de tiempo se deja secar el material hasta obtener la muestra
superficialmente seca y seleccionar una cantidad de material para luego pesar y llevar al horno
por 24 horas. Después de este tiempo se vuelve a pesar la muestra en condición seca y
determinar el porcentaje de absorción. En caso de determinar el peso específico, teniendo el
material superficialmente seco, se llena el picnómetro con agua hasta la medida establecida y se
pesa. Después se ingresa el material al picnómetro y se extrae el aire con la bomba de vacíos
para luego llenar con agua el picnómetro y el material hasta la medida establecida previamente, y
volver a pesa. Finalmente se toma nota de los valores para determinar el parámetro de peso
específico.
Peso específico de masa:
Peso específico de masa saturada con superficie seca
Peso específico aparente
56
Absorción
Dónde:
= Peso en el aire de la muestra secada en el horno, g
= Volumen del frasco en cm3
= Peso en gramos o volumen en cm3 de agua añadida al frasco
Adhesividad de los ligantes bituminosos a los áridos finos (Riedel Weber)- MTC E 220
Este ensayo tiene por finalidad determinar el grado de adhesividad del agregado fino con el
ligante bituminoso, pero bajo la acción de solución de Carbonato de Sodio, en proporciones de
concentración decreciente.
Se tamiza el material pasante por la malla #30 y retenido en la malla #70. Seguidamente se
prepara la proporción de 71 volúmenes de agregado por 29 volúmenes de ligante asfáltico PEN
120-150 el cual se mezcla con el material gradado. Teniendo la mezcla, se forma 11 esferas que
pesen 0.5 gr los cuales ingresan a los tubos de ensayos con la disolución molar de Carbonato de
Sodio en concentraciones decrecientes. Éstos se agitan por 10 segundos sobre un mechero y se
observa si existe algún desprendimiento de ligante del agregado. Se toma nota de los valores y si
se presentase desprendimiento en la concentración en la cual se presentó.
4.2.2. LIGANTE ASFÁLTICO
Todos los ensayos realizados al ligante asfáltico se encuentran como requerimientos

especificados en el Manual de Carreteras Especificaciones Técnicas para la Construcción EG-
2013.
4.2.2.1. Ensayos realizados al ligante asfáltico
Penetración de materiales bituminosos – MTC E 304

Primeramente se separa entre 400 a 500 gramos de ligante asfáltico PEN 120- 150 y se
caliente cuidadosamente evitando sobrecalentamientos locales hasta que alcance la fluidez que
permita su vertido en los moldes de probeta. La muestra debe secar por un periodo de 20 a 30
minutos. Transcurrido este tiempo se lleva a baño maría de 25 °C por un periodo de 85 minutos.
57
Finalmente se lleva la muestra sumergida bajo un recipiente con agua temperada a 25°C y se
realiza el ensayo soltando la aguja del nivel superior exacto de la muestra .
Ductilidad de materiales bituminosos - MTC E 306

Se prepara el material aproximadamente 400 a 500 gramos de manera uniforme evitando
sobrecalentamientos locales aproximadamente de 90 a 100°C. Previamente se prepara las placas
de ensayo cubriendo con vaselina para evitar que el material se adhiera a ellos para luego llenar
los moldes con cuidado de dejar enfriar entre 30 minutos a 40 minutos. Consecuentemente las
probetas se sumergen en baño maría a 25 °C por 30 minutos. Transcurrido este periodo de
tiempo se quita el exceso superior de cada molde con una espátula caliente hasta dejar la probeta
enrasada. Luego se vuelve a introducir los moldes junto con la placa en baño maría por 85
minutos. Finalmente los moldes se montan en el ductilómetro el cual seguirá durante todo el
ensayo inmerso en baño maría a 25 °C.
Figura 10: Molde y placa para ductilómetro

Fuente: Manual de Ensayo de Materiales – Ministerio Transportes y Comunicaciones
58
4.2.3. FIBRAS DE TEREFTALATO DE POLIETILENO (PET)
4.2.3.1. Obtención de fibras de tereftalato de polietileno (PET)
Las fibras PET se obtuvieron mediante proceso mecánico de triturado de botellas de plástico
por medio de una malla interna de picado.
Figura 11: Planta de acopio de botellas de plástico
Figura 12: Maquina picadora de plástico de botella PET y malla interna de picado
59
4.2.3.2. Gradación de fibras de tereftalato de polietileno (PET)
Así como la gradación de agregados deben responder al huso granulométrico MAC-2, las
fibras a incorporar en la mezcla asfáltica también deben ser gradadas bajo dichos parámetros con
la finalidad de sustituir parcialmente el agregado fino.
Cabe resaltar que la combinación granulométrica con las fibras PET no debe estar fuera de los
márgenes del huso granulométrico MAC-2.
Análisis granulométrico de agregados pétreos y fibras PET.

El procedimiento que se realiza es similar al tratamiento de un agregado, se procede al cuarteo
y posterior obtención de una determinada cantidad representativa de cada uno de los agregados
(grueso, arena chancada y arena fina natural), para luego tamizar según la gradación MAC-2.
Figura 13: Ensayo de granulométrico de fibras PET
Proceso de sustitución de agregado fino por fibras PET

Para cada una de las proporciones de fibras PET, se realizó un diseño de mezcla asfáltica
utilizando el método Marshall. Estos diseños de mezcla fueron realizados con los mismos
agregados y la misma cantidad optima de asfalto PEN 120-150, variando solamente la
sustitución parcial de fibras PET por agregado fino.
La sustitución que se realizó fue proporcionalmente a porcentajes iguales tanto para la arena
chancada como para la arena natural, debido a que la combinación de ambas produce el agregado
fino.
60
Las proporciones a las que se sustituyó el agregado fue primeramente para 0.5%, 1.0% 1.5%
2.0% 4.0%. Seguidamente luego de verificar los resultados se disminuyó el rango de incremento
a 0.2%, 0.4%, 0.8%, 1.2%, 1.7%.
Tabla 7
Combinaciones de sustitución parcial de agregado fino por fibras PET.
Componentes Porcentaje de los componentes dentro de la mezcla asfáltica modificada

Piedra
Chancada 1/2" 36.00 36.00 36.00 36.00 36.00 36.00 36.00 36.00 36.00 36.00 36.00
(%)
Arena
32.90 32.80 32.75 32.70 32.60 32.50 32.40 32.25 32.15 32.00 31.00
Chancada (%)
Arena fina
30.90 30.80 30.75 30.70 30.60 30.50 30.40 30.25 30.15 30.00 29.00
natural (%)
Fibras PET
0.20 0.40 0.50 0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 1.70 2.00 4.00
(%)
Fuente: Elaboración propia.
Nota: Las combinaciones se realizaron sustituyendo la arena chancada y la arena fina natural en porcentajes iguales
y evitando salir de los márgenes correspondientes al Huso MAC-2 utilizado
61
4.3. ENSAYOS Y RECOLECCIÓN DE DATOS DE MEZCLAS
ASFÁLTICAS
4.3.1. DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICA CONVENCIONAL
Los requerimientos establecidos para el diseño Marshall se dan en la manual de carreteras-

Especificaciones Técnicas Generales para la Construcción (EG-2013).
El objetivo del método Marshall es determinar el contenido óptimo de asfalto para una
determinada combinación de agregados en porcentajes, para ello se emplea muestras
normalizadas de prueba de 64 mm (2.5 pulgadas) de espesor por 102 mm (4 pulgadas) de
diámetro, de aproximadamente 1200 gramos cada una.
Para determinar la clase de mezcla se eligió la clasificación tipo A para simular un tráfico de
volumen alto.
Para la producción de briquetas de mezcla convencional y modificada se usó el equipamiento
del laboratorio de suelos de la Facultad de ingeniería Civil, mientras la rotura de especímenes se
realizó en el laboratorio de la planta de asfalto del Gobierno Regional Cusco.
4.3.1.1. Producción de mezcla asfáltica convencional
Primeramente para producir las mezclas asfálticas, los agregados pétreos, deben de estar a una
temperatura de aproximadamente 10 °C superior a la temperatura de mezcla especificada en la
carta de temperatura- viscosidad del ligante asfáltico. .
Figura 14: Calentamiento de los componentes de mezcla asfáltica y de moldes Marshall
62
Alcanzado este punto se mezcla los agregados con el ligante de manera uniforme, con el
objetivo de obtener una mezcla asfáltica homogénea para la consecuente compactación de las
probetas y determinación del Peso específico Rice.
Figura 15: Producción de mezcla asfáltica en caliente convencional

Una vez alcanzado la mezcla homogénea, se lleva al compactador Marshall y se da 75 golpes
en cada cara del espécimen según el método empleado y para cada proporción determinada de
mezcla asfáltica convencional.
Figura 16: Compactación mecánica manual de las briquetas Marshall
63
Luego de moldear se espera 24 horas hasta que los cuerpos de prueba se enfríen y endurezcan
a temperatura ambiente, para finalmente desmoldar los especímenes.
Figura 17: Producción de briquetas Marshall convencional
4.3.1.2. Determinación de las propiedades de la mezcla asfáltica
Desmoldados los especímenes, se determina la densidad de cada cuerpo de prueba, en agua

temperada a 23°C.
Figura 18: Determinación del peso específico de briquetas Marshall convencional
64
4.3.1.3. Ensayo de estabilidad-fluencia
Primeramente las probetas deben ser calentadas en baño maría a 60°C durante 30 minutos
aproximadamente. Este proceso de temperado es muy importante porque simula condiciones
extremas de la mezcla asfáltica y con lo cual se observa si cumple con los requerimientos
establecidos en la norma EG-2013
Finalmente transcurrido el periodo de temperado se llevan los moldes a la prensa Marshall
para el respectivo ensayo.
Figura 19: Baño María de briquetas Marshall a 60°C
Figura 20: Rotura de briquetas en la presa Marshall
65
4.3.1.4. Condiciones de mezcla asfáltica convencional
1.- PROPORCIONES DE COMPONENTES
Piedra chancada 1/2" : 36%

Arena chancada : 33%
Arena fina : 31%
2.- LIGANTE
Asfalto pen 120/150
3.-TEMPERATURA DE APLICACIÓN
Según Carta de Viscosidad

La temperatura de mezcla : 144°C
La temperatura de compactación : 129°C
Figura 21: Carta Temperatura vs Viscosidad cinemática

Fuente: (PETROPERÚ, 2016)
66
4.3.2. DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA CON FIBRAS DE
TEREFTALATO DE POLIETILENO (PET)
4.3.2.1. Producción de mezcla asfáltica modificada

El procedimiento para producir las mezclas asfálticas modificadas, se realiza de forma similar
a la producción de la mezcla asfáltica convencional, calentando los agregados grueso, fino y las
fibras PET de polietileno a una temperatura de aproximadamente 10 °C superior a la temperatura
de mezcla especificada y mezclando los agregados con el ligante de manera uniforme.
Figura 22: Colocación de fibras PET como sustitución de agregado fino

De forma similar a la producción de mezcla asfáltica convencional, una vez alcanzado la
mezcla homogénea, se lleva al compactador Marshall y se da 75 golpes en cada cara.
Figura 23: Probetas de mezcla asfáltica modificada
67
Luego de moldear se espera 24 horas hasta que los cuerpos de prueba endurezcan y enfríen a
temperatura ambiente para que finalmente los especímenes sean extraídos.
Figura 24: Probetas desmoldadas de mezcla asfáltica modificada
4.3.2.2. Determinación de las propiedades de la mezcla asfáltica modificada
Desmoldadas los especímenes, se determina la densidad de cada cuerpo de prueba, en agua a

23°C, de forma similar a la realizada para los especímenes de mezcla asfáltica convencional.
Figura 25: Determinación del peso específico de las probetas de mezcla asfáltica modificada
68
4.3.2.3. Ensayo de estabilidad-fluencia
De forma similar al proceso convencional, las probetas deben ser calentadas en baño maría a
60°C durante 30 min aproximadamente, para luego ser llevadas a la prensa Marshall para el
respectivo ensayo.
Figura 26: Baño María a 60°C de las probetas de mezcla modificada
Figura 27: Rotura de briquetas en el laboratorio de mezclas del Gobierno Regional Cusco-
Caycay
69
4.3.2.4. Condiciones de mezcla asfáltica modificada
1.- PROPORCIONES DE COMPONENTES

Piedra chancada 1/2" : 36.0%
Arena chancada : Depende de la proporción de fibras PET
Arena fina : Depende de la proporción de fibras PET
Ligante asfáltico PEN 120/150 : 6.15 %
2.- POLÍMERO
Fibras de plástico PET
3.-TEMPERATURA DE APLICACIÓN
Según Carta de Viscosidad
La temperatura de mezcla : 144°C
La temperatura de compactación : 129°C
4.4. PRUEBA DE DESEMPEÑO DE RUEDA CARGADA DE

HAMBURGO, ENSAYO LOTTMAN MODIFICADO Y MÓDULO DE
RESILENCIA A 20°C Y 25°C
Los ensayos mencionados se realizaron en laboratorio de la empresa TDM, ubicado en la zona

comercial de Las Praderas de Lurín-Lima. Para ello se hizo la recepción de los materiales en
planta, para luego realizar el proceso de caracterización, cuarteo y calentamiento, tanto de los
agregados pétreos como del ligante asfáltico PEN 120/150.
Figura 28: Recepción y cuarteo correspondiente de los materiales
70
Figura 29: Calentamiento de los agregados, PET y el ligante asfáltico PEN 120/150 a
temperatura controlada en horno de convección forzada
Previo a desarrollar los mencionados ensayos se vio por conveniente realizar el ensayo de
Peso Específico máximo Rice, teniendo como base de datos, el óptimo contenido de asfalto y
óptimo contenido de fibras PET tanto para mezcla asfáltica convencional y mezcla asfáltica
modificada con fibras PET determinados mediante el Diseño Marshall.
4.4.1. PESO ESPECÍFICO RICE
Con las proporciones ya determinadas de mezcla asfáltica convencional y mezcla asfáltica

modificada con 1.2 % de fibras PET, se procede a mezclar una cantidad de 1500 gramos tanto
para mezcla convencional y otra para mezcla modificada.
Tabla 8
Proporciones de los componentes de mezcla asfáltica para ensayo de peso específico máximo
RICE
Mezcla asfáltica Mezcla asfáltica
Componentes
convencional modificada
Piedra chancada de 1/2" (%) 36.0 36.0
Arena Chancada (%) 33.0 32.4
Arena Natural (%) 31.0 30.4
C.O de Asfalto (%) 6.15 6.15
Fibras de PET (%) 0.00 1.20
71
4.4.1.1. Procedimiento
Este ensayo se realiza con un matraz Kitasato, el cual se llena con agua hasta el nivel indicado
y se determina el peso. Luego se ingresa el material ya sea mezcla asfáltica convencional y
mezcla asfáltica modificada con fibras PET.
Figura 30: Colocación del material dentro del matraz

Seguidamente se extrae el aire con una plancha vibratoria en la base y una bomba de vacíos
durante un periodo de 15 minutos.
Figura 31: Extracción de aire con la bomba de vacíos y la plancha vibradora
72
Finalmente se vuelve a colocar el agua hasta el nivel que se pesó inicialmente y se determina
el Densidad máxima (Rice).
Dónde:
= Densidad máxima (Rice)
= Peso muestra seca al aire
= Peso matraz + agua + mezcla
= Peso matraz + agua
Tabla 9
Reporte de resultados del ensayo de peso específico máximo RICE
Mezcla asfáltica convencional Mezcla asfáltica modificada

2.436 gr/cm3 2.415 gr/cm3
4.4.2. ENSAYO DE RUEDA CARGADA DE HAMBURGO (AASHTO T-324)
El ensayo de Rueda Cargada de Hamburgo se realiza ingresando especímenes de dos núcleos

cada uno, los cuales deben tener un porcentaje de vacíos entre 6 a 8% y estarán bajo agua
temperada a 50°C.
Los cuerpos de prueba previamente deberán ser compactados en el Compactador Giratorio
Superpave bajo los parámetros de porcentaje de vacíos establecidos tanto para mezcla asfáltica
convencional como para mezcla asfáltica modificada con 1.2 % de fibras PET. Luego de un
periodo de temperado se ingresa en la máquina de Rueda Cargada de Hamburgo. El ensayo
finaliza a las 20000 pasadas o 12.5 mm de ahuellamiento alcanzado por los cuerpos de prueba,
mientras el software de la máquina procesará los datos durante todo el ensayo.
73
Tabla 10
Proporciones de los componentes de mezcla asfáltica para ensayo de Rueda Cargada de
Hamburgo

Componentes
C.O de Asfalto (%) 6.15 6.15
Primeramente se determina la cantidad de mezcla asfáltica convencional y mezcla asfáltica

modificada requerida para determinar los porcentajes de vacíos necesarios para la prueba que es
de 6 a 8 % en ambos casos.
Se calientan los agregados a 10°C aproximadamente superior a la temperatura de mezcla del
ligante asfáltico para luego mezclar con el ligante uniformemente y dejar en un proceso de
curado por un periodo de 2 horas a la temperatura de mezcla en el horno de convección forzada.
Figura 32: Vertido del ligante asfáltico y mezclado de material
74
Los cuerpos de prueba de 15 cm de diámetro y 6 cm de espesor deberán ser compactados en
el Compactador Giratorio Superpave bajo los parámetros de porcentaje de vacíos establecidos
tanto para mezcla asfáltica convencional como para mezcla asfáltica modificada con 1.2% de
fibras PET.
Figura 33: Colocación de la mezcla asfáltica dentro del molde de Compactación Giratorio
Superpave
Figura 34: Extracción de moldes del Compactador Giratorio Superpave
75
Figura 35: Doble núcleo del cuerpo de prueba de mezcla asfáltica convencional
Figura 36: Doble núcleo del cuerpo de prueba de mezcla asfáltica modificada
Antes de realizar el ensayo se sumergen los especímenes en baño María a 50°C durante 30
minutos, para temperar las muestras.
76
Finalmente el ensayo se realiza también bajo inmersión de agua temperada a 50°C, y el
sistema computarizado determinará el número de pasadas y el ahuellamiento alcanzado.
Figura 37: Colocación de los cuerpos de prueba dentro de la máquina de Rueda Cargada de
Hamburgo
Figura 38: Colocación de los datos antes del inicio de la prueba de ensayo de Rueda Cargada
de Hamburgo
77
4.4.3. ENSAYO LOTTMAN MODIFICADO (AASHTO T-283)
El ensayo Lottman modificado es un ensayo de tracción indirecta que se encarga de medir la

adherencia de los agregados y/o componentes de la mezcla con el ligante asfáltico sometidos a
cambios de temperatura y daños por humedad inducida.
Tabla 11
Proporciones de los componentes de mezcla asfáltica para ensayo de Tracción Indirecta
Lottman Modificado

Componentes
C.O de Asfalto (%) 6.15 6.15
Según el manual de carreteras EG-2013, el valor mínimo de TSR (tensile strength ratio) que
debe presentar una mezcla de concreto asfáltico es de 80% para zonas de altitud mayor a 3000
msnm. Este parámetro es un requisito de adherencia evaluado mediante el ensayo Lottman
modificado (AASHTO T-283).
Primeramente se determina la cantidad de mezcla requerida para determinar los porcentajes de

vacíos necesarios en la prueba que es de 7 0.5%, para luego compactar los especímenes en el
Compactador Giratorio Superpave. En total 6 especímenes para mezcla convencional y 6
especímenes para mezcla asfáltica modificada. Todos estos cuerpos de prueba serán llevados al
ensayo de peso específico para corroborar el porcentaje de vacíos que se mencionó como
requisito previamente.
78
Figura 39: Colocación de mezcla asfáltica dentro del molde de compactación
Figura 40: Especímenes de mezcla asfáltica convencional y mezcla modificada
El ensayo se realiza para dos condiciones: seca y húmeda.

Condición Seca: Se preparan 3 briquetas de mezcla asfáltica convencional y 3 briquetas de
mezcla asfáltica modificada, y se dejan enfriar a temperatura ambiente el tiempo necesario.
79
Condición Húmeda: Se preparan 3 briquetas de mezcla asfáltica convencional y 3 briquetas de
mezcla asfáltica modificada, se dejan enfriar y posteriormente se saturan al 55% y al 80% para
luego ser pesadas. Seguidamente se cierran herméticamente en bolsas plásticas y se dejan a
menos 18°C por 16 horas.
Figura 41: Saturación de las muestras al 55% y 80%
Figura 42: Colocación de los especímenes a temperar a -18°C

Finalmente pasadas el periodo de 24 horas lo especímenes se sumergen en baño María a
25°C junto con los especímenes para condición seca y para proceder a ensayar las muestras a
tracción indirecta.
80
Figura 43: Especímenes de mezcla asfáltica convencional en baño maría a 60°C
Figura 44: Especímenes de mezcla asfáltica modificada en baño maría a 60°C
Figura 45: Rotura a tracción indirecta de los especímenes
81
4.4.4. ENSAYO DE MODULO RESILIENTE A 20°C Y 25°C
Este ensayo permite determinar la recuperación elástica de la mezcla asfáltica ante carga
sinusoidal de 1 herzt. Para fines de esta investigación, el ensayo de módulo resiliente se realizará
a 2 temperaturas. La primera a 20ºC, respetando la metodología AASHTO-1993 y la segunda a
la temperatura de 25ºC respetando el requisito del manual de carreteras EG-2013 evaluando este
parámetro tanto para mezcla asfáltica convencional como para mezcla asfáltica modificada con
1.2% de fibras PET.
Tabla 12
Proporciones de los componentes de mezcla asfáltica para ensayo de módulo resiliente de
mezclas bituminosos por tensión indirecta

Componentes
C.O de Asfalto (%) 6.15 6.15
Fibras PET (%) 0.00 1.20
Primeramente se preparan las muestras para 1200 gramos produciendo los especímenes
mediante el diseño Marshall.
Teniendo listo las mezclas se compactan mediante el compactador electro mecánico Marshall
a 75 golpes ambas caras. En total 3 especímenes para mezcla asfáltica convencional y 3 para
mezcla asfáltica modificada con fibras PET. Estas muestras se desmoldan luego de enfriar y
endurecer aproximadamente después de 24 horas a temperatura ambiente.
82
Figura 46: Compactación de especímenes en el compactador electromecánico Marshall
Figura 47: Programación de 75 golpes a compactar-Método Marshall
83
Figura 48: Briquetas compactadas Marshall convencional y modificada
Seguidamente se temperan las muestras en la máquina universal a la temperatura a 20°C y
25°C por un promedio de 3 horas.
Figura 49: Proceso de temperado de las muestras de ensayo a 20°C y 25°C
84
Luego cada espécimen se ingresa en el molde de ensayo para módulo de resilencia instalando
los LVDT a los extremos del espécimen para determinar las deformaciones elásticas y
colocando el apoyo de tracción indirecta en la parte superior, donde se aplicará la carga para las
temperaturas de 20°C o 25°C.
Figura 50: Colación de los apoyos de en el molde de ensayo de Modulo de Resilencia
Figura 51: Colocación del molde con el espécimen dentro de la máquina universal
85
4.5. ANÁLISIS DE PRECIO UNITARIO COMPARATIVO
Para el análisis de precios unitarios se tomaron precios actuales de venta de agregados

pétreos, ligante asfáltico PEN 120/150, y las fibras PET de botella de plástico picado.
Tabla 13
Reporte de análisis de precio unitario de mezcla convencional
ANÁLISIS DE COSTO UNITARIO m3
SUB
Componentes Unidad Cantidad P.U. S./ Parcial S./
TOTAL
AGREGADOS
Piedra chancada 1/2" m3 0.338 85 28.73
Arena Chancada m3 0.310 110 34.1
Arena fina natural m3 0.291 80 23.28
LIGANTE ASFÁLTICO
Asfalto PEN 120/150 gls 16.247 10 162.47
Tasa de cambio (S/.3.34) S/.248.58
Fecha: (10/01/2019) $.74.34
Tabla 14
Reporte de análisis de precio unitario de mezcla modificada
ANÁLISIS DE COSTO UNITARIO m3
SUB
Componentes Unidad Cantidad P.U. S./ Parcial S./
TOTAL
AGREGADOS
Piedra chancada 1/2" m3 0.338 85 28.73
Arena Chancada m3 0.304 110 33.44
Arena fina natural m3 0.285 80 22.8
Fibras PET kg 0.0113 4.2 0.04746
LIGANTE ASFÁLTICO
Asfalto PEN 120/150 gls 16.247 10 162.47
Tasa de cambio (S/.3.34) S/.247.49
Fecha: (10/01/2019) $.74.01
86
CAPÍTULO V: RESULTADOS OBTENIDOS
5.1. RESULTADOS DE ENSAYOS DE COMPONENTES DE MEZCLA
ASFÁLTICA
5.1.1. RESULTADOS DE ENSAYOS DE AGREGADOS PÉTREOS
Tabla 15
Reportes de control de calidad de agregado grueso
Ensayos Norma Resultados
Durabilidad (al Sulfato de Magnesio) MTC E 209 0.95 %
Abrasión Los Ángeles MTC E 207 23.17 %
Adherencia MTC E 517 +95
Índice de Durabilidad MTC E 214 95.75 %
Partículas chatas y alargadas ASTM 4791 2.77 %
Caras fracturadas MTC E 210 100/100
Sales Solubles Totales MTC E 219 0.05 %
Absorción MTC E 206 0.77 %
Tabla 16
Reportes de control de calidad de agregado fino
Equivalente de Arena (Chancada) MTC E 114 78 %
Equivalente de Arena (Arena natural de río) MTC E 114 77 %
Angularidad de agregado fino MTC E 222 48.02 %
Azul de metileno AASTHO TP 57 6
Índice de Plasticidad (malla N°40) MTC E 111 NP
Durabilidad ( al Sulfato de Magnesio) MTC E 209 7.53 %
Índice de Durabilidad MTC E 214 35.02 %
Índice de Plasticidad (malla N°200) MTC E 111 NP
Sales Solubles Totales (Arena Chancada) MTC E 219 0.06 %
Sales Solubles Totales (Arena natural de río) MTC E 219 0.07 %
Absorción MTC E 206 0.50 %
Adhesividad de los ligantes Bituminosos a los
MTC E 220 10
agregados finos (Método Redel Weber)
Nota: El ensayo de adhesividad de los ligantes bituminosos a los agregados finos (Método Redel Weber), no se
menciona como parámetro a evaluar en los requisitos de control de calidad de agregado fino. Sin embargo en la
tabla 22 de la presente investigación, se presenta como requisito de adherencia para una mezcla asfáltica en
caliente, juntamente con el ensayo Lottman modificado (AASHTO T 283).
87
5.1.2. RESULTADOS DE ENSAYOS DE LIGANTE ASFÁLTICO
Tabla 17
Reportes de control de calidad del bitumen asfáltico PEN 120-150

Penetración de Materiales Bituminosos MTC E 304 141.67
Ductilidad de Materiales Bituminosos MTC E 306 75
Nota: El ensayo de ductilidad no cumplió los requerimientos establecidos por problemas técnicos de la máquina, ya
que los moldes de ductilidad están incompletos y la velocidad de ensayo no cumple con lo establecido de 5cm/min ±
0,5 %.
88
5.2. RESULTADOS DEL ENSAYO MARSHALL
5.2.1. DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CONVENCIONAL
2.370 5.0
PESO ESPECÍFICO
4.5
2.360 4.0
% VACIOS
3.5
2.350
3.0
2.340 2.5
2.0
2.330 1.5
5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
% C.A % C.A
17.0 90.0
16.5
%V LLENO C.A
85.0
16.0
%V.M.A
15.5 80.0
15.0
14.5 75.0
14.0
70.0
13.5
13.0 65.0
5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
% C.A % C.A
16.0 960
ESTABILIDAD (Kg)
950
FLUJO (0.25 mm)
15.0 940
14.0 930
920
13.0 910
900
12.0 890
11.0 880
870
10.0 860
5.00 5.50 6.00 6.50 7.00 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00
% C.A % C.A
89
5.2.1.1. Determinación del porcentaje óptimo de asfalto
a) Porcentaje de vacíos en mezcla (Requerimiento entre 3% – 5%)

% C.A---------------------% Vacíos
6.5-----------------------2.60
6.0-----------------------3.25
b) Porcentaje de vacíos de agregado mineral (Requerimiento de 15% mínimo)

% C.A---------------------% V.M.A
6.5----------------------15.20
6.0----------------------14.80
c) Porcentaje de vacíos llenos de asfalto (Requerimiento entre 65% - 75%)

% C.A---------------------% V Lleno C.A
6.5-----------------------83
6.0-----------------------77
d) Flujo Marshall (Requerimiento entre 8-14 ((0.25 mm))

% C.A---------------------Flujo (0.25mm)
6.5----------------------14.80
6.0----------------------13.50
e) Estabilidad Marshall (Requerimiento mínimo de 830.05 kg)

% C.A---------------------Estabilidad (kg)
6.5----------------------952
6.0----------------------929
% V Lleno
% C.A % Vacíos % V.M.A C.A Flujo Estabilidad
6.50 2.60 83 14.80 952

15.20
6.15 3.05 15.00 78 13.80 938
14.80 77
13.50 929
6.00 3.25
90
2.370 5.0
PESO ESPECÍFICO
4.5
2.360 2.36 4.0
% VACIOS
3.5
2.350 3.05
3.0
2.340 2.5
2.0
2.330
6.15
1.5 6.15
5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
% C.A % C.A
17.0 90.0
16.5
%V LLENO C.A
85.0
16.0
%V.M.A
15.5 80.0 78.0

15.0
15.0
14.5 75.0
14.0
70.0
13.5
6.15 6.15
13.0 65.0
5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
% C.A % C.A
16.0 960
ESTABILIDAD (Kg)
950
940 938
FLUJO (0.25 mm)
15.0
14.0 13.8 930
0 920
13.0 910
900
12.0 890
11.0 880
6.15 870 6.15
10.0 860
5.00 5.50 6.00 6.50 7.00 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00
% C.A % C.A
% Contenido óptimo de asfalto : 6.15

% Vacíos en mezcla : 3.05
Peso específico (gr/cm3) : 2.36
% Vacíos de agregado mineral (V.M.A) : 15
% Vacíos llenos de asfalto (V.F.A) : 78
Flujo (0.25mm) : 13.8
Estabilidad (kg) : 938
91
Tabla 18
Diseño de mezcla asfáltica convencional
N° DE BRIQUETAS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1 % Ligante asfáltico 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00
2 % Agregado grueso 1/2" 36.00 36.00 36.00 36.00 36.00
3 % Arena triturada 33.00 33.00 33.00 33.00 33.00
4 % de Arena natural 31.00 31.00 31.00 31.00 31.00
5 Peso específico del cemento asfaltico (gr/cm3) 1.065 1.065 1.065 1.065 1.065
6 Peso específico del agregado grueso (1/2”) (gr/cm3) 2.609 2.609 2.609 2.609 2.609
7 Peso específico de arena triturada (gr/cm3) 2.600 2.600 2.600 2.600 2.600
8 Peso específico de arena natural (gr/cm3) 2.600 2.600 2.600 2.600 2.600
9 Altura promedio de la briqueta (cm) 6.15 6.33 6.18 6.24 6.25 6.18 6.11 6.16 6.23 6.19 6.24 6.13 6.28 5.83 5.90
10 Peso de la briqueta al aire (gr) 1156.0 1178.0 1186.0 1172.0 1157.0 1170.0 1170.0 1175.0 1174.0 1180.0 1128.0 1171.0 1200.0 1137.0 1155.0
11 Peso de la briqueta saturada superficialmente seca (gr) 1162.0 1183.0 1190.0 1173.0 1158.0 1171.0 1171.0 1176.0 1175.0 1181.0 1129.0 1172.0 1201.0 1138.0 1156.0
12 Peso de la briqueta sumergida en el agua (gr) 669.0 682.0 685.0 677.0 666.0 673.0 676.0 676.0 677.0 676.0 654.0 678.0 696.0 659.0 665.0
13 Peso volumen agua / volumen Briqueta (gr) 493.0 501.0 505.0 496.0 492.0 498.0 495.0 500.0 498.0 505.0 475.0 494.0 505.0 479.0 491.0
14 Peso de agua absorbida (gr) 6.0 5.0 4.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
15 Absorción (%) 1.22 1.00 0.79 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.21 0.20 0.20 0.21 0.20
16 Peso específico bulk de la Briqueta (gr/cm3) 2.34 2.35 2.35 2.36 2.35 2.35 2.36 2.35 2.36 2.34 2.37 2.37 2.38 2.37 2.35
17 Peso específico bulk de la briqueta (gr/cm3) - Promedio 2.348 2.355 2.357 2.361 2.367
18 Peso específico máximo de la mezcla - RICE 2.455 2.450 2.441 2.425 2.412
19 Vacíos en mezcla (%) 4.49 4.22 4.34 3.55 4.02 4.11 3.17 3.73 3.42 3.64 2.07 2.25 1.48 1.59 2.47
20 Vacíos en mezcla (%) - Promedio 4.350 3.892 3.440 2.655 1.848
21 Peso específico bulk del agregado total (gr/cm3) 2.603 2.603 2.603 2.603 2.603
22 V.M.A (%) 14.43 14.19 14.30 14.22 14.63 14.71 14.65 15.14 14.88 16.08 14.71 14.86 15.11 15.20 15.96
23 V.M.A. promedio 14.306 14.524 14.890 15.214 15.424
24 Vacíos llenados con C.A. (%) 68.90 70.24 69.66 75.01 72.56 72.09 78.37 75.38 76.99 77.33 85.91 84.86 90.19 89.55 84.51
25 Vacíos llenado con C.A (%) - Promedio 69.599 73.221 76.912 82.700 88.082
26 Flujo (0.01") 10.00 11.00 10.00 12.00 12.00 13.00 13.00 13.00 14.00 15.00 15.00 14.00 17.00 15.00 16.00
27 Flujo (Cm) 0.25 0.28 0.25 0.30 0.30 0.33 0.33 0.33 0.36 0.38 0.38 0.36 0.43 0.38 0.41
28 Flujo (Cm) - Promedio 10.333 12.333 13.333 14.667 16.000
29 Estabilidad sin corregir (lbf) 166.0 168.0 171.0 175.0 173.0 176.0 179.0 181.0 182.0 185.0 188.0 185.0 175.0 176.0 173.0
30 Factor de estabilidad 1.05 1.00 1.04 1.03 1.03 1.04 1.06 1.05 1.03 1.04 1.03 1.06 1.02 1.13 1.15
31 Estabilidad corregida (lbf) 1904.8 1844.2 1941.5 1956.2 1931.1 1994.2 2065.0 2058.5 2033.5 2083.3 2092.1 2118.8 1938.6 2149.8 2154.7
32 Estabilidad corregida (lbf) - promedio 1896.82 1960.51 2052.30 2098.08 2081.04
33 Estabilidad corregida (Kgf) - promedio 860.38 889.27 930.90 951.67 943.94
34 Estabilidad corregida (KN) - promedio 8.44 8.72 9.13 9.33 9.26
35 Estabilidad / Fluencia (Kgf/cm) 3387.3 3079.4 3387.3 2917.6 2917.6 2693.1 2819.2 2819.2 2617.8 2497.8 2497.8 2676.2 2186.1 2477.5 2323
36 Estabilidad / Fluencia (Kgf/cm) - promedio 3285 2843 2752 2557 2329
37 CV% Estabilidad 2.12 1.32 0.66 0.72 4.84
38 CV% Flujo 4.56 3.82 3.54 3.21 5.10
Nota: Siendo CV% el coeficiente de variación estadística
92
5.2.2. DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA
%Vacíos-
%PET
Mezcla
0.20 3.172
0.40 3.358
0.50 3.588
0.60 3.700
0.80 3.886
1.00 4.662
1.20 4.849
1.50 5.127
1.70 4.958
2.00 4.740
4.00 4.149
Peso
%PET específico
(gr/cm3)
0.2 2.353
0.4 2.344
0.5 2.338
0.6 2.333
0.8 2.327
1.0 2.304
1.2 2.298
1.5 2.287
1.7 2.289
2.0 2.292
4.0 2.299
93
%PET % VMA
0.2 15.0
0.4 15.2
0.5 15.3
0.6 15.4
0.8 15.5
1.0 16.2
1.2 16.3
1.5 16.5
1.7 16.3
2.0 15.9
4.0 14.2
%Vacíos
llenos
%PET
con
asfalto
0.2 78.9
0.4 77.9
0.5 76.6
0.6 76.0
0.8 75.0
1.0 71.2
1.2 70.2
1.5 68.9
1.7 69.5
2.0 70.3
4.0 70.8
94
Flujo
%PET
(0.01”)
0.2 13.0
0.4 13.3
0.5 13.7
0.6 14.0
0.8 14.3
1.0 14.3
1.2 14.7
1.5 15.0
1.7 15.7
2.0 16.0
4.0 19.3
Estabilidad
%PET
(kg)
0.2 1016.3
0.4 933.3
0.5 899.1
0.6 891.3
0.8 915.5
1.0 870.2
1.2 856.3
1.5 826.0
1.7 722.3
2.0 670.3
4.0 613.5
95
Tabla 19
Diseño de mezcla asfáltica modificada parte 1
N° DE BRIQUETAS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 % de PET 0.20 0.40 0.50 0.60 0.80 1.00
2 % de C.A. en Peso de la Mezcla Total 6.15 6.15 6.15 6.15 6.15 6.15
3 % Agregado Grueso 1/2" 36.00 36.00 36.00 36.00 36.00 36.00
4 % Arena Triturada 32.90 32.80 32.75 32.70 32.60 32.50
5 % de Arena Natural 30.90 30.80 30.75 30.70 30.60 30.50
6 Peso específico del cemento asfaltico (gr/cm3) 1.065 1.065 1.065 1.065 1.065 1.065
7 Peso específico del Agregado Grueso (1/2) (gr/cm3) 2.609 2.609 2.609 2.609 2.609 2.609
8 Peso específico de Arena Triturada (gr/cm3) 2.600 2.600 2.600 2.600 2.600 2.600
9 Peso específico de Arena Natural (gr/cm3) 2.600 2.600 2.600 2.600 2.600 2.600
10 Peso específico PET (gr/cm3) 1.390 1.390 1.390 1.390 1.390 1.390
11 Altura promedio de la Briqueta (cm) 5.95 6.13 6.18 6.18 6.00 5.93 6.19 6.30 6.31 6.00 5.98 6.20 6.40 6.18 5.95 6.15 5.95 6.25
12 Peso de la Briqueta al aire (gr) 1156.0 1178.0 1186.0 1175.0 1157.0 1174.0 1170.0 1177.0 1174.0 1180.0 1128.0 1171.0 1210.0 1137.0 1155.0 1170.0 1177.0 1174.0
13 Peso de la briqueta saturada superficialmente seca (gr) 1157.0 1179.0 1188.0 1176.0 1159.0 1176.0 1172.0 1178.0 1176.0 1181.0 1130.0 1172.0 1211.0 1138.0 1156.0 1172.0 1178.0 1176.0
14 Peso de la briqueta sumergida en el agua (gr) 665.0 678.0 685.0 675.0 665.0 675.0 672.0 674.0 674.0 676.0 647.0 669.0 691.0 650.0 659.0 664.0 668.0 666.0
15 Peso volumen agua / volumen Briqueta (gr) 492.0 501.0 503.0 501.0 494.0 501.0 500.0 504.0 502.0 505.0 483.0 503.0 520.0 488.0 497.0 508.0 510.0 510.0
16 Peso de agua absorbida (gr) 1.0 1.0 2.0 1.0 2.0 2.0 2.0 1.0 2.0 1.0 2.0 1.0 1.0 1.0 1.0 2.0 1.0 2.0
17 Absorción (%) 0.20 0.20 0.40 0.20 0.40 0.40 0.40 0.20 0.40 0.20 0.41 0.20 0.19 0.20 0.20 0.39 0.20 0.39
18 Peso específico bulk de la briqueta (gr/cm3) 2.350 2.351 2.358 2.345 2.342 2.343 2.340 2.335 2.339 2.337 2.335 2.328 2.327 2.330 2.324 2.303 2.308 2.302
19 Peso específico bulk de la briqueta (gr/cm3) - Promedio 2.353 2.344 2.338 2.333 2.327 2.304
20 Peso específico máximo de la mezcla - RICE 2.430 2.425 2.425 2.423 2.421 2.417
21 Vacíos en Mezcla (%) 3.3 3.2 3.0 3.3 3.4 3.4 3.5 3.7 3.6 3.6 3.6 3.9 3.9 3.8 4.0 4.7 4.5 4.8
22 Vacíos en Mezcla (%) – Promedio 3.172 3.358 3.588 3.700 3.886 4.662
23 Peso específico Bulk del agregado total (gr/cm3) 2.599 2.594 2.592 2.590 2.585 2.581
24 V.M.A (%) 15.1 15.1 14.8 15.2 15.3 15.2 15.3 15.4 15.3 15.3 15.4 15.6 15.5 15.4 15.6 16.2 16.1 16.3
25 V.M.A. promedio 15.0 15.2 15.3 15.4 15.5 16.2
26 Vacíos llenados con C.A. (%) 78.2 78.5 80.0 78.3 77.6 77.9 77.0 76.1 76.8 76.7 76.5 74.9 75.0 75.6 74.4 71.0 71.9 70.8
27 Vacíos llenado con C.A (%) - Promedio 78.9 77.9 76.6 76.0 75.0 71.2
28 Flujo (0.01") 13.0 13.0 13.0 14.0 13.0 13.0 13.0 14.0 14.0 14.0 14.0 14.0 14.0 15.0 14.0 14.0 15.0 14.0
29 Flujo (Cm) 0.33 0.33 0.33 0.36 0.33 0.33 0.33 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0.38 0.36 0.36 0.38 0.36
30 Flujo (Cm) – Promedio 13.0 13.3 13.7 14.0 14.3 14.3
31 Estabilidad sin corregir (lbf) 188.0 185.0 184.0 185.0 185.0 182.0 176.0 174.0 172.0 173.0 173.0 174.0 169.0 170.0 168.0 168.0 170.0 166.0
32 Factor de establidad 1.15 1.05 1.16 1.03 1.03 1.04 1.06 1.05 1.03 1.04 1.03 1.06 1.02 1.13 1.15 1.06 1.05 1.03
33 Estabilidad corregida (lbf) 2323.6 2102.0 2295.8 2060.0 2055.3 2057.4 2032.7 1984.3 1929.5 1957.3 1936.4 2001.2 1876.9 2081.3 2096.5 1946.7 1941.9 1867.1
34 Estabilidad corregida (lbf) - promedio 2240.48 2057.56 1982.16 1964.97 2018.26 1918.57
35 Estabilidad corregida (Kgf) - promedio 1016.26 933.29 899.09 891.29 915.46 870.24
36 Estabilidad corregida (KN) - promedio 9.97 9.15 8.82 8.74 8.98 8.53
37 Estabilidad / Fluencia (Kgf/cm) 3077.7 3077.7 3077.7 2624.5 2826.4 2826.4 2722.9 2528.4 2528.4 2506.4 2506.4 2506.4 2574.4 2402.8 2574.4 2447.3 2284.1 2447.3
38 Estabilidad / Fluencia (Kgf/cm) - promedio 3078 2759 2593 2506 2517 2393
39 CV% Estabilidad 4.40 0.09 2.13 1.37 4.96 1.90
40 CV% Flujo 0.00 3.54 3.45 0.00 3.29 3.29
96
Tabla 20
Diseño de mezcla asfáltica modificada parte 2
N° DE BRIQUETAS 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
1 % de PET 1.20 1.50 1.70 2.00 4.00
2 % de C.A. en Peso de la Mezcla Total 6.15 6.15 6.15 6.15 6.15
3 % Agregado Grueso 1/2" 36.00 36.00 36.00 36.00 36.00
4 % Arena Triturada 32.40 32.25 32.15 32.00 31.00
5 % de Arena Natural 30.40 30.25 30.15 30.00 29.00
6 Peso específico del cemento asfaltico (gr/cm3) 1.065 1.065 1.065 1.065 1.065
7 Peso específico del Agregado Grueso (1/2) (gr/cm3) 2.609 2.609 2.609 2.609 2.609
8 Peso específico de Arena Triturada (gr/cm3) 2.600 2.600 2.600 2.600 2.600
9 Peso específico de Arena Natural (gr/cm3) 2.600 2.600 2.600 2.600 2.600
10 Peso específico PET (gr/cm3) 1.390 1.390 1.390 1.390 1.390
11 Altura promedio de la Briqueta (cm) 6.14 6.16 6.15 6.25 6.23 6.41 6.25 6.23 6.41 6.11 6.16 6.23 6.19 6.24 6.13
12 Peso de la briqueta al aire (gr) 1180.0 1128.0 1171.0 1180.0 1128.0 1171.0 1157.0 1158.0 1166.0 1210.0 1137.0 1155.0 1210.0 1137.0 1155.0
13 Peso de la briqueta saturada superficialmente seca (gr) 1181.0 1130.0 1172.0 1181.0 1130.0 1172.0 1163.0 1161.0 1169.0 1211.0 1138.0 1156.0 1211.0 1138.0 1156.0
14 Peso de la briqueta sumergida en el agua (gr) 667.0 639.0 663.0 664.0 638.0 660.0 657.0 654.0 661.0 682.0 642.0 653.0 684.0 644.0 654.0
15 Peso volumen agua / volumen Briqueta (gr) 514.0 491.0 509.0 517.0 492.0 512.0 506.0 507.0 508.0 529.0 496.0 503.0 527.0 494.0 502.0
16 Peso de agua absorbida (gr) 1.0 2.0 1.0 1.0 2.0 1.0 6.0 3.0 3.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
17 Absorción (%) 0.19 0.41 0.20 0.19 0.41 0.20 1.19 0.59 0.59 0.19 0.20 0.20 0.19 0.20 0.20
18 Peso específico bulk de la briqueta (gr/cm3) 2.296 2.297 2.301 2.282 2.293 2.287 2.287 2.284 2.295 2.287 2.292 2.296 2.296 2.302 2.301
19 Peso específico bulk de la briqueta (gr/cm3) - Promedio 2.298 2.287 2.289 2.292 2.299
20 Peso específico máximo de la mezcla - RICE 2.415 2.411 2.408 2.406 2.399
21 Vacíos en Mezcla (%) 4.9 4.9 4.7 5.3 4.9 5.1 5.0 5.1 4.7 4.9 4.7 4.6 4.3 4.1 4.1
22 Vacíos en Mezcla (%) – Promedio 4.849 5.127 4.958 4.740 4.149
23 Peso específico Bulk del agregado total (gr/cm3) 2.576 2.570 2.565 2.559 2.516
24 V.M.A (%) 16.4 16.3 16.2 16.6 16.3 16.5 16.3 16.4 16.0 16.1 15.9 15.8 14.3 14.1 14.2
25 V.M.A. promedio 16.3 16.5 16.3 15.9 14.2
26 Vacíos llenados con C.A. (%) 69.8 70.1 70.7 67.9 69.8 68.8 69.1 68.7 70.8 69.4 70.3 71.1 70.1 71.3 71.1
27 Vacíos llenado con C.A (%) - Promedio 70.2 68.9 69.5 70.3 70.8
28 Flujo (0.01") 14.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 16.0 16.0 15.0 15.0 17.0 16.0 18.0 21.0 19.0
29 Flujo (Cm) 0.36 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.41 0.41 0.38 0.38 0.43 0.41 0.46 0.53 0.48
30 Flujo (Cm) – Promedio 14.7 15.0 15.7 16.0 19.3
31 Estabilidad sin corregir (lbf) 166.0 165.0 167.0 161.0 160.0 158.0 140.0 144.0 130.0 120.0 121.0 120.0 97.0 119.0 110.0
32 Factor de establidad 1.04 1.03 1.06 1.04 1.03 1.06 1.04 1.03 1.06 1.02 1.13 1.15 1.02 1.13 1.15
33 Estabilidad corregida (lbf) 1883.8 1853.3 1926.4 1831.3 1801.4 1830.1 1610.8 1635.4 1530.7 1373.5 1522.0 1537.7 1137.2 1499.1 1421.3
34 Estabilidad corregida (lbf) – promedio 1887.84 1820.96 1592.30 1477.74 1352.56
35 Estabilidad corregida (Kgf) – promedio 856.31 825.97 722.25 670.29 613.51
36 Estabilidad corregida (KN) – promedio 8.40 8.10 7.08 6.57 6.02
37 Estabilidad / Fluencia (Kgf/cm) 5297.6 4864.4 5056.1 2167.9 2167.9 2167.9 1777.2 1777.2 1895.7 1759.3 1552.3 1649.3 1341.9 1150.2 1271.3
38 Estabilidad / Fluencia (Kgf/cm) - promedio 5073 2168 1817 1654 1254
39 CV% Estabilidad 1.59 0.76 2.81 5.01 11.50
40 CV% Flujo 3.21 0.00 3.01 5.10 6.45
97
5.3. RESULTADOS DEL ENSAYO DE RUEDA CARGADA DE
HAMBURGO
Tabla 21
Reporte de resultados del ensayo de Rueda Cargada de Hamburgo
Parámetros
Densidad Máxima Teórica (gr/cm3) 2.436 2.415
Contenido de asfalto (%) 6.15 6.15
Vacíos (%) 7.3 7.5
# Pasadas alcanzadas 6166 7660
Profundidad de huella (mm) 12.50 12.50
5.4. RESULTADOS DE ENSAYO LOTTMAN MODIFICADO
Tabla 22
Reporte de resultados del ensayo de Tracción Indirecta Lottman Modificado
Parámetros Determinados Mezcla asfáltica Mezcla asfáltica
Seco (STD) 85.40 76.00
Húmedo (STM) 78.40 63.70
TSR (%) 91.80 83.90
5.5. RESULTADOS DEL ENSAYO DE MODULO DE RESILENCIA
Tabla 23
Reporte de resultados del ensayo de módulo de resilencia por tracción indirecta para
mezcla asfáltica convencional a 20°C
Mezcla asfáltica convencional

Temperatura a 20°C
Módulo Fuerza de Deformación Total
# Prueba Resiliente Carga Recuperable
(Mpa) (N) ( )
1er 3307.00 1468.00 4.24
2do 3424.00 1482.00 4.14
3er 3170.00 1470.00 4.53
98
Tabla 24
mezcla asfáltica modificada a 20°C
Mezcla asfáltica modificada

Temperatura a 20°C
# Prueba Resiliente carga Recuperable
(Mpa) (N) ( )
1er 2289.00 1466.00 6.00
2do 1987.00 1466.00 6.88
3er 1961.00 1465.00 6.99
Tabla 25

Temperatura a 25°C
(Mpa) (N) ( )
1er 2110.00 1461.00 6.62
2do 2207.00 1464.00 6.35
3er 2170.00 1462.00 6.59
Tabla 26

Temperatura a 25°C
(Mpa) (N) ( )
1er 1559.00 1458.00 8.77
2do 1223.00 1452.00 11.09
3er 1348.00 1454.00 10.11
99
CAPÍTULO VI: ANÁLISIS DE RESULTADOS
6.1. ANÁLISIS DE RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE

COMPONENTES DE MEZCLA ASFÁLTICA
6.1.1. GRADACIONES ESTABLECIDAS EN LA NORMA EG-2013 PARA
MEZCLA ASFÁLTICA
Tabla 27
Husos granulométrico
Fuente: Manual de Carreteras- Especificaciones Técnicas Generales para Construcción – EG-2013
Gradación de mezclas asfálticas convencional
100 Proporciones de mezcla de

90
PORCENTAJE QUE PASA
agregados
80
Piedra chancada 1/2”: 36.0%
70
60 Arena chancada : 33.0%
50 Arena fina natural : 31.0%
40
30
20
10
0
100 10 1 0.1 0.01
ABERTURA (mm)
Figura 52: Curva granulométrica para mezcla asfáltica convencional

100
Gradación de mezclas asfálticas modificadas
100 Proporciones de mezcla de

90
PORCENTAJE QUE PASA

agregados
80
70 Piedra chancada 1/2”: 36.0%
50
Arena fina natural : 31.0%
40
30 PET : 1.2%
20
10
0
100 10 1 0.1 0.01
ABERTURA (mm)
Figura 53: Curva Granulométrica para mezcla asfáltica modificada con 1.2% de fibras
PET
Nota: El análisis granulométrico se realizó para cada combinación establecida
correspondiente a la sustitución de agregado fino por fibras PET
Análisis
1. El análisis granulométrico realizado cumple con los parámetros establecidos en el

Manual de Carreteras- Especificaciones Técnicas Generales para Construcción –
EG-2013, respondiendo a un huso MAC-2, para mezcla asfáltica convencional.
2. A partir de las proporciones de agregados obtenido para mezcla asfáltica
convencional se comenzó a sustituir el agregado fino por fibras PET en las
variaciones de: 0.2%,0.4%,0.5%,0.6%,0.8%,1.0%,1.2%,1.5%,1.7%,2%,4%.
Cumpliendo para cada una de las combinaciones con los parámetros establecidos en
el Manual de Carreteras- Especificaciones Técnicas Generales para Construcción –
EG-2013 y respondiendo a un huso MAC-2, para mezcla asfáltica modificada.
3. Se realizó el análisis granulométrico de fibras PET como un componente adicional
de mezcla asfáltica modificada para la combinación respectiva con los agregados
pétreos.
101
6.1.2. ANÁLISIS DE RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE AGREGADOS
PÉTREOS
Los requerimientos de los parámetros para evaluar los agregados pétreos se encuentran
en el manual de carreteras EG-2013, los valores establecidos se comparan con los
resultados obtenidos de los ensayos realizados.
Tabla 28
Requerimientos para agregado grueso
Tabla 29
Requerimientos de agregado fino
102
Tabla 30
Análisis de resultados del control de calidad de agregado grueso
Ensayos Norma Requisitos Resultados Validación
Durabilidad (al Sulfato de
MTC E 209 15 % máx. 0.95 % Si cumple
Magnesio)
Abrasión Los Ángeles MTC E 207 35 % máx. 23.17 % Si cumple
Adherencia MTC E 517 +95 +95 Si cumple
Índice de Durabilidad MTC E 214 35 % min. 95.75 % Si cumple
Partículas chatas y
ASTM 4791 10% máx. 2.77 % Si cumple
alargadas
Caras fracturadas MTC E 210 90/70 100/100 Si cumple
Sales Solubles Totales MTC E 219 0.5 % máx. 0.05 % Si cumple
Absorción MTC E 206 1.0 % máx. 0.77 % Si cumple
Tabla 31
Análisis de resultados del control de calidad de agregado fino
Equivalente de Arena
MTC E 114 70 % mín. 78 % Si cumple
(Chancada)
Equivalente de Arena
MTC E 114 70 % min. 77 % Si cumple
(Arena natural de río)
Angularidad de agregado
MTC E 222 40% mín. 48.02 % Si cumple
fino
Azul de metileno AASTHO TP 57 8 máx. 6 Si cumple
Índice de Plasticidad (malla
MTC E 111 NP NP Si cumple
N°40)
Durabilidad ( al Sulfato de
MTC E 209 18 % máx. 7.53 % Si cumple
Magnesio)
Índice de Durabilidad MTC E 214 35 % mín. 35.02 % Si cumple
Índice de Plasticidad (malla
MTC E 111 NP NP Si cumple
N°200)
Sales Solubles Totales
MTC E 219 0.5 % máx. 0.06 % Si cumple
(Arena Chancada)
Sales Solubles Totales
MTC E 219 0.5 % máx 0.07 % Si cumple
(Arena natural de río)
Absorción MTC E 206 0.5 % máx 0.50 % Si cumple
Adhesividad de los ligantes
Bituminosos a los
MTC E 220 4 mìn 10 Si cumple
agregados finos (Método
Redel Weber)
Nota: El ensayo de adhesividad de los ligantes bituminosos a los agregados finos (Método Redel Weber), no
se menciona como parámetro a evaluar en los requisitos de control de calidad de agregado fino. Sin embargo
en la tabla 22 de la presente investigación, se presenta como requisito de adherencia para una mezcla asfáltica
en caliente, juntamente con el ensayo Lottman modificado (AASHTO T 283).
103
Análisis
1. Se cumplen con todos los parámetros establecidos por el Manual de Carreteras-

Especificaciones Técnicas para la construcción EG-2013.
2. Los ensayos de caracterización de acuerdo a la forma y fracturación, como los
ensayos de partículas chatas y alargadas, y el ensayo de caras fracturadas presentan
un resultado amplio respecto al valor requerido, lo que indica que el proceso de
chancado es correcto.
3. Los ensayos para determinar las impurezas como el ensayo de equivalente de arena
y el ensayo azul de metileno para determinar el grado de reactividad de los
materiales finos, presentan resultados adecuados respecto al valor requerido.
6.1.3. ANÁLISIS DE RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE LIGANTE

ASFÁLTICO
Los requerimientos de los parámetros para evaluar el ligante asfáltico se encuentra en el
manual de carreteras EG-2013, los valores establecidos se comparan con los resultados
obtenidos de los ensayos realizados.
Tabla 32
Especificaciones del cemento asfáltico clasificado por penetración
104
Tabla 33
Análisis de resultados del control de calidad del bitumen asfáltico PEN 120-150
Penetración de Materiales
MTC E 304 120-150 141.67 Si cumple
Bituminosos
Ductilidad de Materiales
MTC E 306 100 min 75 No cumple
Bituminosos
Nota: El ensayo de ductilidad no cumplió los requerimientos establecidos por problemas técnicos de la
máquina, ya que los moldes de ductilidad están incompletos y la velocidad de ensayo no cumple con lo
establecido de 5cm/min ± 0,5 %.
Análisis
1. El ensayo de penetración realizado permite determinar las características respecto a

la consistencia presentada por el bitumen. Los resultados obtenidos de acuerdo a la
norma de ensayos del MTC E 304 (bajo baño María a 25 °C, aguja de penetración
100 gr, 5 segundos de penetración), determinan una consistencia suave con
penetración promedio de 141.67 (0.1mm), presentando características del ligante
asfáltico PEN 120-150.
2. El ensayo de ductilidad presentó valores no coherentes para determinar el ligante
asfáltico como PEN 120-150 debido a inconvenientes encontrados con los moldes
de ductilidad y la máquina de ensayo. Primeramente los moldes se encuentran
incompletos y no poseen la forma del espécimen a ensayar según la norma de
ensayos MTC E 306, y como segundo inconveniente la falta de ajuste respecto a la
velocidad de ensayo en la máquina de ductilidad, la cual presenta un valor de
2cm/min, mientras la velocidad establecida es de 5cm/min 0.5%. Este parámetro
de velocidad es muy importante debido a que la naturaleza del material es visco
elástico y se ve afectado por la velocidad de carga, los cuales están normados y son
estándares para caracterizar el material.
105
6.2. ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL ENSAYO MARSHALL
6.2.1. REQUISITOS ESTABLECIDOS PARA EL DISEÑO DE MEZCLA
ASFÁLTICA EN CALIENTE
Los parámetros del diseño Marshall a evaluar se encuentran en el manual de carreteras

EG-2013, los valores establecidos se comparan con los resultados obtenidos del diseño de
mezcla asfáltica convencional y modificada.
Tabla 34
Requisitos del diseño Marshall para mezcla asfáltica en caliente
106
Tabla 35
Requisitos de adherencia para mezcla asfáltica en caliente
Tabla 36
Requisitos de vacíos en agregado mineral (VMA)
Tabla 37
Requisitos de vacíos llenos con asfalto (VFA)
107
Tabla 38
Análisis de resultados de diseño de mezcla asfáltica convencional
Parámetros Requisitos Resultados Validación

% Contenido óptimo de asfalto -------- 6.15 Si cumple
% Vacíos en mezcla 3-5 3.05 Si cumple
Peso específico (gr/cm3) -------- 2.358 Si cumple
% Vacíos en el agregado mineral 15 min 15 Si cumple
(VMA)
% Vacíos llenos con asfalto (VFA) 65 - 75 78 Si cumple
Flujo (0.25mm) 8 - 14 13.8 Si cumple
Estabilidad (kg) 830.05 min 938 Si cumple
Nota: % VFA, excede 3% del parámetro establecido el cual no influye en las características de la mezcla de
concreto asfáltico al tener un desfase de valor mínimo respecto de los requisitos establecidos en la norma EG-
2013.
Tabla 39
Análisis de resultados de diseño de mezcla asfáltica modificada
Parámetros Requisitos Resultados Validación

% C. óptimo de asfalto 6.15 6.15 Si cumple
% C. óptimo de fibras PET ------- 1.2 Si cumple
% Vacíos en mezcla 3-5 4.85 Si cumple
Peso específico (gr/cm3) -------- 2.298 Si cumple
% Vacíos en el agregado mineral 15 min 16.3 Si cumple
(VMA)
% Vacíos llenos con asfalto (VFA) 65 - 75 70.2 Si cumple
Flujo (0.25mm) 8 - 14 14.7 Si cumple
Estabilidad (kg) 830.05 min 856.3 Si cumple
Nota: El valor de flujo, excede por un margen de 5% al requisito establecido en la norma EG-2013, pero no
influye, en la caracterización de la mezcla al ser un desfase mínimo.
Análisis
1. El porcentaje óptimo de asfalto de mezcla convencional es 6.15%, obteniendo una

estabilidad de 938 kg y un flujo de 13.8 (0.25 mm).
108
2. El porcentaje óptimo de asfalto de 6.15% se mantuvo constante para la mezcla
modificada, el contenido óptimo de fibras PET es 1.2%, obteniendo una estabilidad
de 856.3 kg y un flujo de 14.7 (0.25 mm).
3. Para efectos de esta investigación la estabilidad de diseño de la mezcla asfáltica
modificada disminuye un 9.6 % en comparación a la mezcla asfáltica convencional
4. El flujo obtenido de diseño en la mezcla asfáltica modificada se incrementa
mínimamente en 6.52% en comparación de la mezcla convencional.
5. El valor flujo se incrementa debido al efecto que produce las fibras PET, elevando
las características plásticas y de deformación de la mezcla asfáltica modificada.
6. El porcentaje óptimo de asfalto no varía en la mezcla asfáltica modificada debido a
que a partir del óptimo contenido de asfalto de mezcla convencional varía la
sustitución de agregado fino con fibras PET de botella de plástico.
6.3. ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL ENSAYO RUEDA

CARGADA DE HAMBURGO
No existe una norma específica del ensayo de rueda cargada de Hamburgo en el manual
de carreteras EG-2013 ni valores requeridos para su aceptación. Es por tal motivo que los
valores obtenidos se comparan con los establecidos en la norma AASHTO T-324 que
indica que la muestra ensayada debe alcanzar 20000 pasadas de la rueda con un máximo de
ahuellamiento de 12.5mm. Cabe resaltar que estos valores varían en otros países de acuerdo
a la realidad que están expuestas.
Tabla 40
Análisis de resultados del ensayo de Rueda Cargada de Hamburgo
Parámetros
Contenido de asfalto (%) 6.15 6.15
Vacíos (%) 7.3 7.5
# Pasadas alcanzadas 6166 7660
Profundidad de huella (mm) 12.50 12.50
Nota 1: Ambas mezclas asfálticas no cumplen el requisito de un mínimo de 20 000 pasadas, sin embargo por
otra parte cumplen con el diseño Marshall previamente realizado.
Nota 2: Ver anexo N°03
109
Análisis
1. La muestra de mezcla asfáltica convencional soportó 6166 pasadas, mientras la

muestra de mezcla asfáltica modificada con fibras PET soportó 7660 pasadas, bajo
las condiciones de una temperatura de 50°C y sumergida en agua.
2. La mezcla asfáltica modificada con fibras PET incrementó la resistencia a la
susceptibilidad a la deformación permanente en 24%, en comparación a la mezcla
asfáltica convencional.
3. Los agregados pétreos utilizados en este trabajo de investigación proveniente de la
cantera Morro Blanco cumple los requerimientos establecidos para agregados en las
especificaciones técnicas para la construcción EG-2013. Sin embargo, estos
agregados presentan fracciones de color rojizo, estos agregados rojizos presentan
menor dureza y bajo las condiciones del ensayo de rueda cargada de Hamburgo se
fracturaron, afectando en la resistencia de la mezcla a la deformación permanente.
4. El ensayo de rueda cargada de Hamburgo también nos muestra los problemas de
Stripping que presentan las mezclas asfálticas y para este caso en particular, a pesar
de cumplir con los requerimientos mínimos de adherencia (TSR>80%), medidos
bajo el ensayo de susceptibilidad a la humedad inducida (AASHTO T 283) -
Lottman modificado, ambas muestras tanto convencional como modificada con
fibras PET presentaron problemas de Stripping.
6.4. ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL ENSAYO LOTTMAN

MODIFICADO
Los parámetros de resistencia conservada en la prueba de tracción indirecta mediante el

ensayo Lottman modificado a evaluar se encuentran en el manual de carreteras EG-2013.
Tabla 41
Requisitos de prueba de tracción indirecta Lottman modificado
110
Tabla 42
Análisis de resultados del ensayo de Tracción Indirecta Lottman Modificado
Mezcla Mezcla
Parámetros
Requisitos asfáltica asfáltica Validación
Determinados
TSR (%) 80 mín. 91.80 83.90 Si cumple
Nota 1: Los valores TSR (%) tanto para mezcla asfáltica convencional y mezcla asfáltica modificada cumplen
con los requisitos establecidos en el manual de carreteras-Especificaciones Técnicas Generales para
Construcción EG-2013.
Análisis
1. El valor de TSR obtenido para mezcla asfáltica convencional es 91.8%, mientras de

la mezcla asfáltica modificada con fibras PET es 83.9 %. Ambos resultados
cumplen con el valor mínimo establecido en las especificaciones generales de
construcción EG-2013 que es 80%.
2. El valor de TSR obtenido en la mezcla asfáltica modificada con fibras PET
disminuye en 8.6% en comparación con el valor obtenido en la mezcla asfáltica
convencional.
3. No se observan zonas descubiertas dentro de la mezcla asfáltica convencional, lo
que indica una buena adherencia de los agregados al ligante asfaltico para las
condiciones de este ensayo.
4. De forma similar, no se observan zonas descubiertas dentro de la mezcla asfáltica
modificada con fibras PET, lo que indica una adherencia aceptable del agregado y
las fibras PET con el ligante asfáltico para las condiciones de este ensayo.
5. Se observa partículas fracturadas del agregado grueso de color rojizo en un 5%
aproximadamente de forma similar a las que se presentó en el ensayo de rueda
cargada de Hamburgo tanto para mezcla asfáltica convencional y mezcla asfáltica
modificada con fibras PET, lo que nos muestra la baja dureza que tienen estos
agregados.
111
6.5. ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL ENSAYO MODULO DE
RESILENCIA
El módulo de resilencia deberá ser evaluado mediante el ensayo ASTM D 4123-82

(también se establece la norma AASHTO TP-31), a la temperatura de 25°C (manual de
carreteras Especificaciones Técnicas Generales para Construcción EG-2013) y 20°C
(metodología AASHTO 1993), previo a un envejecimiento de acuerdo a la norma de
ensayos AASHTO R-30. No existe un valor a establecer para el módulo resiliente, ya que
este parámetro es usado para el diseño de pavimentos. Por tal motivo su aceptación
dependerá de los requerimientos definidos en un diseño pre establecido.
Tabla 43
Análisis de resultados del ensayo de módulo de resilencia por tracción indirecta para

Temperatura a 20°C
Módulo Fuerza de Deformación
Ensayo Resiliente Carga Total Recuperable
(Mpa) (N) ( )
Promedio 3300.33 1473.33 4.30
CV % 3.15 0.42 3.84
Nota 1: Siendo CV% el coeficiente de variación
Tabla 44
Temperatura a 20°C
Módulo Fuerza de Deformación
Ensayo Resiliente carga Total Recuperable
(Mpa) (N) ( )
Promedio 2079 1465.67 6.62
CV % 7.16 0.03 6.69
112
Tabla 45
Temperatura a 25°C
Deformación
Módulo Fuerza de
Total
Ensayo Resiliente carga
Recuperable
(Mpa) (N)
( )
Promedio 2162.33 1462.33 6.52
CV % 1.85 0.09 1.85
Tabla 46
Temperatura a 25°C
Deformación
Módulo Fuerza de
Total
Ensayo Resiliente carga
Recuperable
(Mpa) (N)
( )
Promedio 1376.67 1454.67 9.99
CV % 10.07 0.17 9.52
Análisis
1. Las muestras con mezcla asfáltica convencional presentaron resultados de módulo

resiliente promedio a 20°C de 3300 MPa y módulo resiliente promedio a 25°C de
2162 MPa. Resultados muy coherentes con el tipo de mezcla asfáltica estudiada y
bajo las condiciones de la norma de ensayo AASHTO TP-31
2. Las muestras con mezcla modificada con fibras PET presentaron resultados de
módulo resiliente promedio a 20°C de 2079 MPa y módulo resiliente promedio a
25°C de 1377 MPa. Resultados que son 37% más bajos en comparación a la mezcla
asfáltica convencional analizada.
113
3. El valor de módulo resiliente en mezcla asfáltica convencional es mayor al de
mezcla asfáltica modificada con fibras PET, lo que puede deberse a las alteraciones
en la estructura granular de mezcla modificada debido a la presencia de la fibras
PET, conllevando a tener menores valores de módulo resiliente y con ello
reduciendo su aporte estructural.
4. Tanto la mezcla asfáltica convencional y la mezcla asfáltica modificada con fibras
PET, presentan un incremento de módulo resiliente del 51 % debido a la reducción
de temperatura en 5°C (reducción de 25 °C a 20°C), lo que nos muestra claramente
que a menores temperaturas las mezclas asfálticas tienden a presentar mayor
rigidez.
114
CAPÍTULO VII: CONCLUSIONES
1. En la presente investigación, se encontró que la influencia de la sustitución parcial

de agregado fino en la estabilidad Marshall de mezcla asfáltica modificada con
fibras PET disminuye un 9.6% en comparación a la mezcla asfáltica convencional,
mientras el flujo de mezcla asfáltica modificada con fibras PET se incrementa en
6.52% en comparación a la mezcla asfáltica convencional.
2. También en la presente esta investigación, se encontró que la mezcla asfáltica
modificada con fibras PET, presentó un incremento de la resistencia a la
susceptibilidad a la deformación permanente en 24% respecto a la mezcla asfáltica
convencional.
3. De los resultados de la investigación, se encontró que el porcentaje óptimo de
asfalto de mezcla asfáltica convencional es 6.15%, obteniendo una estabilidad de
938 kg y un flujo de 13.8 (0.25 mm), cumpliendo con los requerimientos de la
norma MTC E-504 del Manual de Carreteras- Especificaciones Técnicas Generales
para Construcción – EG-2013.
4. Respecto del análisis de la deformación permanente en esta investigación, se
encontró que la mezcla asfáltica convencional soportó 6166 pasadas, bajo las
condiciones de ensayo de la norma AASHTO T 324-14 (a una temperatura de 50°C
y sumergida en agua). No cumpliendo con el requerimiento mínimo de 20000
pasadas. Esto debido a partículas de agregado pétreo de color rogizo de menor
dureza, los cuales se fracturaron durante el ensayo y problemas de Stripping (daño
inducido por humedad). Sin embargo se ha cumplido con los requerimientos
mínimos de adherencia (TSR>80%), medidos bajo el ensayo de susceptibilidad a la
humedad inducida (AASHTO T 283) - Lottman modificado, afectando en la
resistencia de la mezcla a la deformación permanente.
5. De los resultados de la investigación, se encontró que el porcentaje óptimo de
asfalto de mezcla asfáltica modificada es 6.15% y de fibras PET es 1.2%,
obteniendo una estabilidad de 856.3 kg y un flujo de 14.7 (0.25 mm), cumpliendo
con los requerimientos de la norma MTC E-504 del Manual de Carreteras-
Especificaciones Técnicas Generales para Construcción – EG-2013. Cabe indicar
115
que la modificación de mezcla asfáltica al ser una sustitución parcial de agregado
fino, no varía el contenido óptimo de asfalto determinado para mezcla asfáltica
convencional.
6. Respecto del análisis de la deformación permanente en esta investigación, se
encontró que la mezcla asfáltica modificada con fibras PET soportó 7660 pasadas,
bajo las condiciones de ensayo de la norma AASHTO T 324-14 (a una temperatura
de 50°C y sumergida en agua). No cumpliendo con el requerimiento mínimo de
20000 pasadas. Esto debido a partículas de agregado pétreo de color rogizo de
menor dureza, los cuales se fracturaron durante el ensayo y problemas de Stripping
(daño inducido por humedad). Sin embargo se ha cumplido con los requerimientos
mínimos de adherencia (TSR>80%), medidos bajo el ensayo de susceptibilidad a la
humedad inducida (AASHTO T 283) - Lottman modificado, afectando en la
resistencia de la mezcla a la deformación permanente.
116
CAPÍTULO VIII: RECOMENDACIONES
1. Se recomienda continuar con la investigación, haciendo un cambio de la cantera y

usando las gradaciones recomendadas en la norma ASTM-D, debido a que
presentan una más vigorosa caracterización de los agregados pétreos.
2. Se sugiere emplear ligantes asfálticos modificados con polímeros mediante vía
húmeda, y emplear las fibras PET, para observar cuales son las características que
presenta frente a esta nueva mezcla asfáltica modificada.
3. Se sugiere también, sustituir el agregado grueso por las fibras PET, debido a que se
comprobó que sustituyendo el agregado fino se altera la estructura interna inicial de
la mezcla.
4. Se recomienda no sustituir el agregado fino, sino también añadir las fibras PET
como un componente más de la mezcla para evitar una alteración de la composición
estructural inicial.
5. Frente a las nuevas propuestas de investigación antes mencionadas, se recomienda
realizar el ensayo de fatiga, previamente obteniendo resultados favorables en los
ensayos realizados en esta investigación.
6. Se recomienda la implementación y renovación de los equipos de mezcla asfáltica
en el laboratorio de Suelos de la Facultad de Ingeniería Civil, tales como:
compactador de mezcla asfáltica Marshall, horno de convección forzada,
incremento de los moldes Marshall, extractor de muestras Marshall, Baño María a
temperatura controlada, dial de medida de flujo de la máquina Marshall.
117
BIBLIOGRAFÍA
ASPHALT INSTITUTE. (1992). Principios de construcción de mezcla asfáltica en
caliente. Lexington.
ASTM D 4123-82. (1995). Standard Test Method forIndirect Tension Test for Resilient
Modulus of Bituminous Mixtures.
Ballena, C. J. (2016). Utilización de fibras de polietileno de botellas de plástico para su
aplicación en el diseño de mezclas asfálticas ecológicas en frío. Pimentel:
Universidad Señor de Sipán.
Borja, M. (2012). Metodología de la investigación científica para ingenieros. Chiclayo.
Carrizales, J. J. (2015). Asfalto modificado con material reciclado de llantas para su
aplicación en pavimentos flexibles. Puno, Perú: Universidad Nacional del Altiplano.
Centro de investigación vial UTN-FRLP. (8 de 2015). Valoración del desempeño de una
mezcla asfáltica densa modificado el tipo filler y asfalto. Rosario.
Hernández, R., Fernández , R., & Baptista, P. (2014). Metodología de la investigación.
México: Mc Graw Hill Education.
Menéndez, J. R. (2012). Ingeniería de pavimentos. Lima: ICG
Minaya, S., & Ordoñez, A. (2006). Diseño moderno de pavimentos asfálticos. Lima: ICG.
Ministerio de Transportes y Comunicaciones EG-2013. (2013). Manual de carreteras-
Especificaciones técnicas generales para la construcción EG-2013.
Montejo, A. (2006). Ingeniería de pavimentos (Tercera Edición ed.). Bogotá, Bogotá,
Colombia: Universidad Católica de Colombia.
Morea, F. (2011). Efecto de la reología de los asfaltos, la temperatura y las condiciones de
carga. La plata : Universidad Nacional de la Plata.
Padilla, A. (2004). Análisis de la resistencia a las deformaciones plásticas de mezclas
bituminosas densas de la normativa mexicana mediante el ensayo de pista.
Catalunya: Univesidad Politécnia de Catalunya.
Rondón, H. A., & Reyes , F. A. (2015). Pavimentos. Colombia: MACRO.
Sanchez, F., & Campagnoli, S. X. (2016). Pavimentos asfálticos de carreteras. Colombia:
Escuela Colombiana de Ingeniería.
Wulf, F. A. (2008). Asfalto modificado con polímero. Valdivia: Universidad Austral de
Chile.
118
DOCUMENTOS DE SITIO WEB
CIVIL Engineering Portal. (2018). What is Marshall Mix Design for Bituminous Materials.
Obteneido de
https://www.engineeringcivil.com/what-is-marshall-mix-design-for-bituminous-
materials.html
E-ASPHALT. (Octubre del 2005). Asfaltos Modificados. Obtenido de E-asphalt.com:
http://www.e-asphalt.com/modificados/modificados.htm
Gobierno del Estado de México. (2018). ¿Que es Polietileno-Tereftalato? Obtenido de
Secretaría del Medio Ambiente:
http://sma.edomex.gob.mx/que_es_polietilenotereftalato
Hernandez , A. (5 de Septiembre del 2016). Perú: El 90% del reciclaje de plásticos es
informal. Obtenido de SOPHIMANIA: https://www.sophimania.pe/medio-
ambiente/contaminacion-y-salud-ambiental/pera-el-90-del-reciclaje-de-plasticos-es-
informal/
LanammeUCR. (septiembre de 2007). Predicción de módulos resilientes en mezclas
asfálticas mediante el método WITCZAK. Obtenido de
http://www.lanamme.ucr.ac.cr/sitio-nuevo/images/publicaciones/cila-03-07.pdf
LanammeUCR. (2018). Método de ensayo para probar mezclas asfálticas en caliente
(MAC) en el equipo. Obtenido de http://www.lanamme.ucr.ac.cr/sitio-
nuevo/images/ensayos/9-ensayos/9.34-9.35-9.36.pdf
PETROPERU. (2018). Asfaltos. Obtenido de
https://www2.petroperu.com.pe/asfaltos/descripcion-asfaltos.php
Polietileno (PE). (16 de Julio de 2012). Obtenido de Tecnología de los plásticos:
http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.pe/2012/07/polietileno-pe.html
QuestionPro. (2018). Muestreo no probabilístico: definición, tipos y ejemplos. Obtenido de
https://www.questionpro.com/blog/es/muestreo-no-probabilistico/
REPSOL. (2018). Obtenido de https://www.repsol.com/pe_es/peru/productos-
servicios/asfaltos/productos/cementos-asfalticos/
Rivera, J. (5 de Diciembre de 2015). La red vial es imprescindible para el desarrollo y
crecimiento de un país. Obtenido de udep: http://udep.edu.pe/hoy/2015/la-red-vial-
es-imprescindible-para-el-desarrollo-y-crecimiento-de-un-pais/
119
TDM GRUPO. (2016). Pavimentación con mezclas asfálticas modificadas con polímeros.
Obtenido de http://www.grupotdm.com/soluciones-pavimentacion-mezclas-
asfalticas-modificadas.php
Torres, R., Hernández, H., Romero, F., & Torres, V. (25 de Octubre de 2016). Pruebas de
desempeño de diferentes mezclas asfálticas. Recuperado el 27 de Abril de 2018, de
http://entretextos.leon.uia.mx/num/24/PDF/ENT24-9.pdf
Universidad Politécnica de Catalunya. (2005). El módulo resiliente. Obtenido de
https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/3252/50777-
10.pdf?sequence=10
Vidal , J. (09 de Agosto del 2016). Comportamiento dinámico de mezclas asfálticas.
Obtenido de
https://www.google.com.pe/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=
rja&uact=8&ved=2ahUKEwj6ttD_t8TdAhUNrFMKHbihDosQFjAAegQIABAC&
url=http%3A%2F%2Fpublicaciones.eafit.edu.co%2Findex.php%2Frevista-
universidad-eafit%2Farticle%2Fdownload%2F795%2F703%2F&usg
WIKIPEDIA la enciclopedia libre. (2018). Botellas de plástico. Obtenido de:
https://es.wikipedia.org/wiki/Botella_de_pl%C3%A1stico
120
ANEXO N°1: ENSAYOS DE LABORATORIO PARA
COMPONENTES DE MEZCLA ASFALTICA (AGREGADOS
PÉTREOS Y LIGANTE ASFÁLTICO)
121
TESIS: ANÁLISIS DE LA ESTABILIDAD MARSHALL Y LA DEFORMACIÓN PERMANENTE MEDIANTE EL
ENSAYO DE RUEDA CARGADA DE HAMBURGO DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA EN
CALIENTE CON FIBRAS DE TEREFTALATO DE POLIETILENO RECICLADO EN LA CIUDAD DEL CUSCO-
2018
TESISTA: Bach. JORGE EDISON CORBACHO CHIPANA
ENSAYO: GRANULOMETRÍA
HUSO: MAC-2
NORMA: MTC E 204
LABORATORIO: LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS Y MATERIALES, ESCUELA PROFESIONAL
DE INGENIERÍA CIVIL-UNSAAC
DETALLE: PIEDRA CHANCADA DE 1/2"
CANTERA: MORRO BLANCO
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO
Abertura Peso retenido Peso retenido Peso

Tamiz % Pasa
(mm) (gr) acumulado (gr) pasante (gr)
3/4" 19.000 0 0.00 1552.64 100.0%
1/2" 12.500 334.85 334.85 1217.79 78.4%
3/8" 9.500 823.92 1158.77 393.87 25.4%
#4 4.750 390.34 1549.11 3.53 0.2%
#10 2.000 0.3 1549.41 3.23 0.2%
#40 0.425 0.1 1549.51 3.13 0.2%
#80 0.180 0.27 1549.78 2.86 0.2%
#200 0.075 2.55 1552.33 0.31 0.0%
<#200 0.31 1552.64 0.00 0.0%
100
90
80
PORCENTAJE QUE PASA
70
60
50
40
30
20
10
0
100 10 1 0.1 0.01
ABERTURA (mm)
122
2018
HUSO: MAC-2
NORMA: MTC E 204
DETALLE: ARENA CHANCADA
Peso retenido Peso retenido Peso pasante

Tamiz Abertura (mm) % Pasa
(gr) acumulado (gr) (gr)
3/4" 19.000 0 0.00 1110.50 100.0%
1/2" 12.500 0 0.00 1110.50 100.0%
3/8" 9.500 0 0.00 1110.50 100.0%
#4 4.750 87.53 87.53 1022.97 92.1%
#10 2.000 509.14 596.67 513.83 46.3%
#40 0.425 353.78 950.45 160.05 14.4%
#80 0.180 78.7 1029.15 81.35 7.3%
#200 0.075 68.6 1097.75 12.75 1.1%
<#200 12.75 1110.50 0.00 0.0%
100
90
80
PORCENTAJE QUE PASA
70
60
50
40
30
20
10
0
100 10 1 0.1 0.01
ABERTURA
123
2018
HUSO: MAC-2
NORMA: MTC E 204
DETALLE: ARENA FINA NATURAL
Peso retenido Peso retenido Peso pasante

Tamiz Abertura (mm) % Pasa
(gr) acumulado (gr) (gr)
3/4" 19.000 0 0.00 895.54 100.0%
1/2" 12.500 0 0.00 895.54 100.0%
3/8" 9.500 0 0.00 895.54 100.0%
#4 4.750 0 0.00 895.54 100.0%
#10 2.000 140.43 140.43 755.11 84.3%
#40 0.425 306.88 447.31 448.23 50.1%
#80 0.180 179 626.31 269.23 30.1%
#200 0.075 161.36 787.67 107.87 12.0%
<#200 107.87 895.54 0.00 0.0%
100
90
80 PORCENTAJE QUE PASA
70
60
50
40
30
20
10
0
100 10 1 0.1 0.01
ABERTURA
124
2018
HUSO: MAC-2
NORMA: MTC E 204
DETALLE: FIBRAS DE TEREFTALATO DE POLIETILENO
Abertura Peso retenido Peso pasante

Tamiz Peso retenido (gr) % Pasa
(mm) acumulado (gr) (gr)
3/4" 19.000 0 0.00 185.71 100.0%
1/2" 12.500 0 0.00 185.71 100.0%
3/8" 9.500 0 0.00 185.71 100.0%
#4 4.750 0 0.00 185.71 100.0%
#10 2.000 162.62 162.62 23.09 12.4%
#40 0.425 20.8 183.42 2.29 1.2%
#80 0.180 1.5 184.92 0.79 0.4%
#200 0.075 0.79 185.71 0.00 0.0%
<#200 0 185.71 0.00 0.0%
100
90
80
PORCENTAJE QUE PASA
70
60
50
40
30
20
10
0
100 10 1 0.1 0.01
ABERTURA
125
2018
HUSO: MAC-2
NORMA: MTC E 204
DETALLE: MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE CONVENCIONAL
COMBINACIÓN TEÓRICA DE AGREGADOS GRUESO Y FINO

Piedra 1/2" Arena
Tamaño Arena Fina
TAMIZ Combinación (%) Morro Blanco Chancada
(mm) Natural (%)
(%) (%)
3/4" 19.00 100.00 36.00 33.00 31.00
1/2" 12.50 92.24 28.24 33.00 31.00
3/8" 9.50 73.13 9.13 33.00 31.00
#4 4.75 61.48 0.08 30.40 31.00
#10 2.00 41.48 0.07 15.27 26.14
#40 0.43 20.34 0.07 4.76 15.52
#80 0.18 11.80 0.07 2.42 9.32
#200 0.08 4.12 0.01 0.38 3.73
<#200
100
90
PROPORCIONES DE
PORCENTAJE QUE PASA
80
MEZCLA DE AGREGADOS
50
40
30
20
10
0
100 10 1 0.1 0.01
ABERTURA (mm)
126
2018
HUSO: MAC-2
NORMA: MTC E 204
DETALLE: MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE MODIFICADA CON 1.2% DE FIBRAS DE
TEREFTALATO DE POLIETILENO
COMBINACIÓN TEÓRICA DE AGREGADOS GRUESO, FINO Y PET

Piedra 1/2" Arena
Tamaño Combinación Arena Fina
TAMIZ Morro Blanco Chancada PET (%)
(mm) (%) Natural (%)
(%) (%)
3/4" 19.00 100.00 36.00 32.40 30.40 1.20
1/2" 12.50 92.24 28.24 32.40 30.40 1.20
3/8" 9.50 73.13 9.13 32.40 30.40 1.20
#4 4.75 61.53 0.08 29.85 30.40 1.20
#10 2.00 40.85 0.07 14.99 25.63 0.15
#40 0.43 19.97 0.07 4.67 15.22 0.01
#80 0.18 11.59 0.07 2.37 9.14 0.01
#200 0.08 4.04 0.01 0.37 3.66 0.00
100
90
PORCENTAJE QUE PASA
PROPORCIONES DE
80 MEZCLA DE AGREGADOS
50 Fibras PET : 1.2%
40
30
20
10
0
100 10 1 0.1 0.01
ABERTURA (mm)
127
2018
ENSAYO: ABRASIÓN DE LOS ÁNGELES
NORMA: MTC E 207
LABORATORIO: LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS Y MATERIALES,
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL-UNSAAC
Datos de la máquina de
Medida del tamiz Masa indicada (g)
los Ángeles
Que pasa Retenido Sobre Gradación Tipo B Longitud interior (cm) 51
37.5 mm (1 1/2") 25 mm (1") Diámetro interior (cm) 71.2
25 mm (1") 19 mm (3/4") (RPM) 33
19 mm (3/4") 12.5 mm (1/2") 2500 ± 10 # vueltas 500
12.5 mm (1/2") 9.5 mm (3/8") 2500 ± 10
9.5 mm (3/8") 6.3 mm (1/4")
6.3 mm (1/4") 4.75 mm (N°4)
4.75 mm (N°4) 2.36 mm (N°4)
TOTAL 5000 ± 10
Medida del tamiz Masa ensayo (g) Datos de Carga Abrasiva

Que pasa Retenido Sobre Gradación Tipo B Gradación B
37.5 mm (1 1/2") 25 mm (1") Número de Esferas 11
25 mm (1") 19 mm (3/4") Masa de la carga 4584
19 mm (3/4") 12.5 mm (1/2") 2501.14
12.5 mm (1/2") 9.5 mm (3/8") 2500.71
9.5 mm (3/8") 6.3 mm (1/4")
6.3 mm (1/4") 4.75 mm (N°4)
4.75 mm (N°4) 2.36 mm (N°4)
TOTAL 5001.85
RESULTADOS
Peso total inicial (g) 5001.85
Peso retenido tamiz N°12 3843.07
% Desgaste 23.17
128
2018
ENSAYO: CARAS FRACTURADAS
NORMA: MTC E 210
Muestra para ensayo Masa total (g) 501.55

Tamaño Máximo Masa, g Masa 1° cara a mas fracturada (g) 2.21
Nominal (aprox lb) Masa 2° cara a mas fracturada (g) 499.36
12,5 mm (1/2") 500 (1) Masa no fracturada (g) 0.00
RESULTADOS
Masa 1° cara a mas fracturada (g) 100%
Masa 2° cara a mas fracturada (g) 100%

2018
ENSAYO: PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DE AGREGADO GRUESO
NORMA: MTC E 206
PARÁMETROS RESULTADOS
Peso Material S.S. Seco (gr) 611.92
Peso en el agua de la muestra saturada (gr) 379.20
Peso de material seco (gr) 607.21
P.E. de masa (gr/cm3) 2.609
P.E. Masa saturado con superficie seca (gr/cm3) 2.629
P.E. Aparente (gr/cm3) 2.663
% Absorción 0.78
129
TESIS: ANÁLISIS DE LA ESTABILIDAD MARSHALL Y LA DEFORMACIÓN PERMANENTE MEDIANTE EL ENSAYO DE RUEDA CARGADA DE HAMBURGO
DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA EN CALIENTE CON FIBRAS DE TEREFTALATO DE POLIETILENO RECICLADO EN LA CIUDAD DEL CUSCO-
2018
ENSAYO: PARTÍCULAS CHATAS Y ALARGADAS
NORMA: ASTM D 4791
LABORATORIO: GEOtest-Geotécnia y Concretos
Partículas chatas y Partículas ni chatas ni

Mallas Agregado Grueso Partículas chatas Partículas alargadas
alargadas alargadas
Peso Retiene Pasa Peso Peso Peso Peso
Tamiz (%) (%) (%) (%)
(gr) (gr) (%) (gr) (gr) (gr) (gr)
3" 0.00 0.00 100.00 0.00 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00
2" 0.00 0.00 100.00 0.00 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00
1 1/2" 0.00 0.00 100.00 0.00 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00
1" 0.00 0.00 100.00 0.00 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00
3/4" 13.52 0.67 99.33 0.00 0.00 13.52 0.67 0 0.00 0 0.00
1/2" 537.16 26.73 73.27 159.26 7.92 0 0.00 4.14 0.21 314.16 15.63
3/8" 1194.24 59.42 40.58 120.00 5.97 195.22 9.71 29.4 1.46 845.98 42.09
1/4" 264.94 13.18 86.82 11.02 0.55 133.62 6.65 22.04 1.10 98.14 4.88
Peso total 2009.86
RESULTADOS
Porcentaje de partículas chatas 14.44
Porcentaje de partículas alargadas 17.03
Porcentaje de partículas chatas y alargadas 2.77
Porcentaje de partículas ni chatas ni alargadas 62.61
130
2018
ENSAYO: DURABILIDAD AL SULFATO DE MAGNESIO DE AGREGADO GRUESO
NORMA: MTC E 209
LABORATORIO: PRO&CON SILVER S.C.R.L
Peso seco de
Peso Tamiz para
Tolerancia la fracción
Pasa tamiz Retiene tamiz requerido remover el
(gr) ensayada
(gr) residuo
(gr)
2 1/2" (63 mm) 1 1/2" (37.5 mm) 5000 ± 300 - 1 1/4" (31.75 mm)
1 1/2" (37.5 mm) 3/4" (19 mm) 1500 ± 50 674 5/8" (16 mm)
3/4" (19 mm) 3/8" (9.5mm) 1000 ± 10 301 5/16" (8 mm)
3/8" (9.5mm) N°4 (4.75 mm) 300 ±5 300 N°5 (4 mm)
TOTALES 7800 - 1275
ENSAYO CUANTITAVO
Peso seco de la
Gradación Pérdida Pérdida
Pasa tamiz Retiene tamiz fracción
original total corregida
ensayada (gr)
2 1/2" (63 mm) 1 1/2" (37.5 mm) - - - -
1 1/2" (37.5 mm) 3/4" (19 mm) 2.68% 608.0 9.79% 0.26%
3/4" (19 mm) 3/8" (9.5mm) 49.06% 299.0 0.66% 0.33%
3/8" (9.5mm) N°4 (4.75 mm) 61.36% 297.6 0.80% 0.49%
TOTALES 113.10% 1204.6 1.08%
RESULTADOS
CORRECCIÓN AL 100% 0.95 %
Pérdida en sulfato de magnesio 0.95 %
131
2018
ENSAYO: INDICE DE DURABILIDAD DE AGREGADO GRUESO
NORMA: MTC E 214
DATOS DE LA SOLUCIÓN STOCK O SOLUCIÓN MADRE

Tipo Cloruro de Calcio (CaCl2)
CANTIDADES, REACTIVOS Y MATERIALES PARA SU PREPARACIÓN
CANTIDAD REACTIVOS Y MATERIALES
454 gr (1lb) Cloruro de Calcio Anhidro
2050 gr (1640 ml) Glicerina QP o USP
47 gr (45 ml) Formaldehido (la solución al 40 % en volumen)
0.5 gal (1893 ml) Agua destilada
DATOS DE LA MUESTRA DATOS DEL AGUA DE LAVADO

Pasa tamiz Retiene tamiz Peso Seco (gr) Agua destilada (ml) 1000
3/4" 1/2" 1050
1/2" 3/8" 900
3/8" N°4 550 DATOS DEL AGUA DE LAVADO
Tamiz N°200 (75 um)
DATOS DEL VASO MECÁNICO DE LAVADO DATOS DEL AGITADOR

Recorrido de una carrera (mm) 6
Diámetro interior (mm) 184.5
Velocidad de agitamiento
Profundidad (mm) 238 285
(ciclos/min)
Capacidad (mm) 6362.97 Tiempo de agitamiento (seg) 600
DATOS DE LA PROBETA DATOS DE LA SOLUCIÓN DE ENSAYO

REACTIVOS Y MATERIALES CANTIDAD
Diámetro interior (mm) 31.75
Solución Stock o Solución
Altura (mm) 430 7
madre (ml)
Graduado en mm hasta una altura 380 Agua de lavado turbia (ml) 293.87
Lectura de la arcilla (mm) 3.00

Índice de durabilidad 95.75%
132
ENSAYO DE RUEDA CARGADA DE HAMBURGO DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA EN CALIENTE
CON FIBRAS DE TEREFTALATO DE POLIETILENO RECICLADO EN LA CIUDAD DEL CUSCO-2018
ENSAYO: LÍMITE LIQUIDO Y PLASTICO MALLA N°40
NORMA: MTC E 111
LABORATORIO: LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS Y MATERIALES, ESCUELA
PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL-UNSAAC
Número de golpes <14

Límite Líquido NP
RESULTADO
Índice de plasticidad NP

ENSAYO: LÍMITE LIQUIDO Y PLASTICO MALLA N°200
NORMA: MTC E 111
Número de golpes <14

Límite Líquido NP
RESULTADO
Índice de plasticidad NP
133
ENSAYO: GRAVEDAD ESPECÍFICA Y ABSORCIÓN DE AGREGADO FINO
NORMA: MTC E 205
PARÁMETROS RESULTADOS
Peso Material S.S. Seco (gr) 500.00
Peso del picnómetro (gr) 188.05
Peso picnómetro + material (gr) 688.05
Peso picnómetro + agua + material (gr) 994.18
Peso del agua (gr) 306.13
Peso de material seco (gr) 497.52
Volumen de picnómetro (ml) 500.00
P.E. de masa (gr/cm3) 2.566
P.E. Masa saturado con superficie seca (gr/cm3) 2.579
P.E. Aparente (gr/cm3) 2.600
% Absorción 0.50
134
ENSAYO: EQUIVALENTE DE ARENA
NORMA: MTC E 114
LABORATORIO: GEOtest-Geotécnia y Concretos
Arena Chancada
Muestra N°1 Muestra N°2
Lectura de arcilla 17.5 Lectura de arcilla 19.44
Lectura de arena 13.28 Lectura de arena 15.55
Equivalente de arena 76 Equivalente de arena 80.0
Arena de río
Muestra N°1 Muestra N°2
Lectura de arcilla 20.74 Lectura de arcilla 18.82
Lectura de arena 16.85 Lectura de arena 13.77
Equivalente de arena 81 Equivalente de arena 73
RESULTADOS %
Promedio de equivalente de arena chancada 78
Promedio de equivalente de arena de Río 77
135
ENSAYO: DURABILIDAD AL SULFATO DE AGREGADO FINO
NORMA: MTC E 209
Peso
Peso seco de la Tamiz para
mínimo
Pasa tamiz Retiene tamiz fracción Cumple remover el
requerido
ensayada (gr) residuo
(g)
3/8 (9.5 mm) N°4 (4.75 mm) 100 300 SI N°4 (4.75 mm)
N°4 (4.75 mm) N°8 (2.36 mm) 100 100 SI N°8 (2.36 mm)
N°8 (2.36 mm) N°16 (1.18 mm) 100 100 SI N°16 (1.18 mm)
N°16 (1.18 mm) N°30 (0.6 mm) 100 100 SI N°30 (0.6 mm)
N°30 (0.6 mm) N°50 (0.3 mm) 100 100 SI N°50 (0.3 mm)
TOTALES 500 700
ENSAYO CUANTITATIVO
Peso seco de la
Gradación Pérdida
Pasa tamiz Retiene tamiz fracción Pérdida total
original corregida
ensayada (gr)
3/8 (9.5 mm) N°4 (4.75 mm) 11.26% 290.45 3.18% 0.36%
N°4 (4.75 mm) N°8 (2.36 mm) 14.71% 97.88 2.12% 0.31%
N°8 (2.36 mm) N°16 (1.18 mm) 14.33% 94.45 5.55% 0.80%
N°16 (1.18 mm) N°30 (0.6 mm) 24.08% 89.76 10.24% 2.47%
N°30 (0.6 mm) N°50 (0.3 mm) 21.57% 88.22 11.78% 2.54%
TOTALES 85.95% 660.76 6.47%
RESULTADOS
CORRECCIÓN AL 100% 7.53 %
Pérdida en sulfato de magnesio 7.53 %
136
ENSAYO: INDICE DE DURABILIDAD DE AGREGADO FINO
NORMA: MTC E 214
DATOS DE LA SOLUCIÓN STOCK O SOLUCIÓN MADRE

Tipo Cloruro de Calcio (CaCl2)
CANTIDADES, REACTIVOS Y MATERIALES PARA SU PREPARACIÓN
CANTIDAD REACTIVOS Y MATERIALES
454 gr (1lb) Cloruro de Calcio Anhidro
2050 gr (1640 ml) Glicerina QP o USP
47 gr (45 ml) Formaldehido (la solución al 40 % en volumen)
0.5 gal (1893 ml) Agua destilada
DATOS DEL RECIPIENTE METÁLICO DATOS DE LA SOLUCIÓN DE TRABAJO

Diámetro interior (mm) 56 REACTIVOS Y MATERIALES CANTIDAD
Solución Stock o Solución
Profundidad (mm) 36 88.67
Madre (ml)
Capacidad (ml) 88.67 Agua destilada (ml) 3696.74
DATOS DE LA PROBETA DATOS DEL TUBO IRRIGADOR

Diámetro interior (mm) 31.75 Diámetro exterior (mm) 6.35
Altura (mm) 430 Espesor del material (mm) 0.89
Longitud (mm) 508
Graduado en mm hasta una altura 380
DATOS DEL PISON

DATOS DEL AGITADOR Peso del Pisón (gr) 998.95
Recorrido de una carrera (mm) 203 Longitud de la barra
435
metálica (mm)
Velocidad de agitamiento (ciclos/min) 175
Longitud base al disco
Tiempo de agitamiento (seg) 600 254
indicador (mm)
RESULTADOS
Lectura de la arcilla (mm) 277.00
Lectura de la arena (mm) 97.00
Índice de durabilidad 35.02%
137
ENSAYO: ANGULARIDAD DE AGREGADO FINO
NORMA: MTC E 222
DATOS DEL ENSAYO

Número de Molde P-7 P-7
Peso del molde (gr) 7462.00 7462.00
Peso del molde + muestra suelta (gr) 11802.50 11781.50
Peso de la muestra suelta (gr) 4340.50 4319.50
Altura de molde (cm) 16.79 16.79
Diámetro del molde (cm) 15.24 15.24
Volumen del molde (cm3) 3062.74 3062.74
Peso unitario suelto (gr/cm3) 1.42 1.41
Peso específico (gr/cm3) 2.72 2.72
Peso unitario suelto (kg/m3) 1417.19 1410.34
RESULTADOS
Angularidad (%) 47.90 48.15
Angularidad promedio (%) 48.02
138
ENSAYO: AZUL DE METILENO
NORMA: AASHTO TP 57
DATOS DEL REACTIVO UTILIZADO

Agua destilada
Azul de metileno 0.5% P/V
DATOS DEL ENSAYO

MUESTRA 1° 2° 3°
Peso de muestra (malla 200 (gr)) 10 10 10
Volumen de agua destilada 30 30 30
TABLA DE RESULTADOS
Vol. de gasto de azul de metileno (ml) Valor de azul de
MUESTRA PROMEDIO
1° 2° 3° metileno VA (mg/g)
AGREGADO FINO 6 6 6 6 6
Valor de azul de metileno

Desempeño anticipado
VA (mg/g)
≤6 Excelente
7.0-12 Marginalmente aceptable
13-19 Posible falla
≥ 20 fallado
139
140
ANEXOS N°2: FOTOS DE ENSAYOS DE LABORATORIO
(AGREGADOS PÉTREOS Y LIGANTE ASFÁLTICO)
141
ENSAYO DE GRANULOMETRÍA
Figura 54: Cuarteo de agregado grueso y agregado fino
Figura 55: Mallas para tamizado manual de agregado pétreo
142
ENSAYO DE ABRASIÓN DE LOS ÁNGELES- CANTERA MORRO BLANCO
Figura 56: Material seleccionado e ingreso a la máquina de los ángeles
Figura 57: Material extraído de la máquina y posterior tamizado por la malla N°12
143
ENSAYO DE CARAS FRACTURADAS
Figura 58: Material seleccionado para la prueba y posterior caracterización de acuerdo al

número de caras fracturadas
Figura 59: Material caracterizado
144
ENSAYO DE ABSORCIÓN
Figura 60: Inmersión en agua del material por 24 horas
Figura 61: Secado superficial del agregado grueso luego del periodo de inmersión
145
ENSAYO DE INDICE DE PLASTICIDAD MALLA N°40
Figura 62: Material tamizado por la malla N°40 y posterior mezclado con agua
Figura 63: Colocado y ensayo de la prueba en la cuchara de Casagrande
146
ENSAYO DE INDICE DE PLASTICIDAD MALLA N°200
Figura 64: Tamizado del material fino por la malla N°200
Figura 65: Colocado del material mezclado con agua en la cuchara Casagrande
147
ENSAYO DURABILIDAD DE SULFATO AL MAGNESIO DE AGREGADO
GRUESO Y FINO
Figura 66: Tamizado del material para ensayo de durabilidad al sulfato de magnesio
Figura 67: Lavado y colocado en el horno del material tamizado
148
Figura 68: Vertimiento de la solución de sulfato de magnesio
Figura 69: Material tamizado y lavado inmerso en solución de sulfato de magnesio
149
ENSAYO DE INDICE DE DURABILIDAD DE AGREGADO GRUESO
Figura 70: Material tamizado para el ensayo de índice de durabilidad de agregado grueso
Figura 71: Agua destilada y solución stock
150
Figura 72: Colocación del material dentro del recipiente colector junto con agua destilada y
solución Stock
Figura 73: Proceso de agitamiento del material
151
Figura 74: Material pasante la malla N°200 después del proceso de agitamiento
Figura 75: Asentado del material pasante la malla N°200 en la probeta de ensayos
152
ENSAYO DE PARTICULAS CHATAS Y ALARGADAS
Figura 76: Tamizado del material por las mallas correspondientes
Figura 77: Caracterización de cada elemento de muestra en el calibrador de partículas chatas y

partículas alargadas
153
ENSAYO DE ADHERENCIA DE AGREGADO GRUESO
Figura 78: Material tamizado para prueba de adherencia de agregado grueso
Figura 79: Mezclado en hornilla del ligante con el agregado tamizado
154
Figura 80: Vertido de la mezcla en agua destilada
Figura 81: Control del desprendimiento de la mezcla pasadas 18 horas de inmersión en agua
destilada
155
ENSAYO DE EQUIVALENTE DE AGREGADO FINO
Figura 82: Muestra tamizada para el ensayo de equivalente de arena
Figura 83: Vertido de la solución Stock en la probeta de ensayos
156
Figura 84: Ingreso del material y posterior agitamiento manual de la probeta de ensayos con
solución stock
Figura 85: Asentado del material y medición correspondiente del ensayo
157
ENSAYO DE AZUL DE METILENO DE AGREGADO FINO
Figura 86: Preparación de material y la bureta con la solución de azul de metileno
Figura 87: Mezcla del material seleccionado con la solución de azul de metileno
158
Figura 88: Proceso de ensayo para determinar la aureola azul de la solución empleada
NSAYO DE INDICE DE DURABILIDAD DE AGREGADO FINO
Figura 89: Tamizado del material para el ensayo de índice de durabilidad de agregado fino
159
Figura 90: Preparación del material y la probeta con solución Stock
Figura 91: Agitamiento manual del material y asentado por el periodo de tiempo establecido
160
Figura 92: Medición del ensayo para determinar la altura de asentado del material
ENSAYO DE ABSORCIÓN DE AGREGADO FINO
Figura 93: Determinación del material con superficie seca saturada
161
Figura 94: Extracción de vacíos del matraz con agua y material previamente ingresado
ENSAYO DE ANGULARIDAD DE AGREGADO FINO
Figura 95: Material tamizado para ensayo de angular de agregado fino
162
Figura 96: Colocación del material dentro del envase colector
Figura 97: Vertido del material en envase de volumen conocido
163
Figura 98: Enrasado del material y pesado del material en el envase de volumen conocido
ENSAYO ADHESIVIDAD DE LOS LIGANTES BITUMINOSOS A LOS ÁRIDOS

FINOS (RIEDEL WEBER)
Figura 99: Material tamizado y preparado de los tubos de ensayo con la solución molar de
carbonato de sodio
164
Figura 100: Preparación de la mezcla de agregado fino con asfalto y formación de esferas de
0.5 gr aproximadamente
Figura 101: Ingreso de las esferas formadas en los tubos de ensayo y posterior agitamiento de
los mismos sobre un mechero
165
Figura 102: Se observa si existiese algún desprendimiento en las esferas luego del proceso de
agitamiento
ENSAYO DE PENETRACIÓN DE ASFALTO PEN 120-150
Figura 103: Envase utilizado y posterior vertimiento del ligante asfáltico PEN 120/150
166
Figura 104: Colocación del envase lleno de asfalto a temperatura de agua 25°C
ENSAYO DE DUCTILIDAD DE ASFALTO PEN 120-150
Figura 105: Vertimiento del ligante asfáltico PEN120/150 en los moldes de ensayo
167
Figura 106: Ensayo de ductilidad en la máquina del ductilómetro de los especímenes
Figura 107: Visita del Ing° Willian Luna a la planta de asfalto y producción de agregado
chancado del Gobierno Regional Cusco - Caycay
168
ANEXO N°3: INFORME DEL ENSAYO DE RUEDA CARGADA
DE HAMBURGO
169
170
|
171
172
173
ANEXO N°4: INFORME DEL ENSAYO DE TRACCIÓN
INDIRECTA LOTTMAN MODIFICADO
174
175
176
177
178
179
180
ANEXO N°5: INFORME DEL ENSAYO DE MODULO
RESILIENTE DE MEZCLAS BITUMINOSAS POR TENSIÓN
INDIRECTA
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199

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“Año de la lucha contra la corrupción e impunidad”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD

FACULTAD DE ARQUITECTURA E INGENIERÍA CIVIL

A mi madre Rosa Chipana por ser el motor

A mi hermana Karla por ser mi consejera

Primeramente a Dios, por darme la oportunidad de cumplir esta meta.

CAPÍTULO I: ASPECTOS GENERALES .............................................................................3

1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN ..............................3

1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN ..................................5

1.2.1. PROBLEMA GENERAL ...................................................................................5

1.2.2. PROBLEMAS ESPECÍFICOS ...........................................................................5

1.3. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN ..................................................................6

1.3.1 OBJETIVO GENERAL .....................................................................................6

1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS..............................................................................6

1.4. HIPÓTESIS DE LA INVESTIGACIÓN....................................................................7

1.4.1. HIPÓTESIS GENERAL .....................................................................................7

1.5. VARIABLES E INDICADORES ..............................................................................7

1.5.1. VARIABLES .....................................................................................................7

1.5.2. OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES ...................................................9

1.6. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN ......................................................... 10

1.7. DELIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN .................................................... 10

1.8. LIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN ......................................................... 10

CAPITULO II: ANTECEDENTES Y MARCO TEÓRICO .................................................. 11

2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN ....................................................... 11

2.1.1. ANTECEDENTES NACIONALES ................................................................. 11

2.1.2. ANTECEDENTES INTERNACIONALES ...................................................... 12

2.2. MARCO TEÓRICO-CONCEPTUAL ..................................................................... 18

2.2.1. MEZCLAS ASFÁLTICAS............................................................................... 18

2.2.3. MEZCLA ASFÁLTICA MODIFICADA ......................................................... 25

2.2.4. METODOS DE DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICA .................................... 28

2.2.5. DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS MEDIANTE MÉTODO MARSHALL

2.2.6. MECANISMOS DE DAÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS ............................ 36

CAPÍTULO III: MARCO METODOLÓGICO ..................................................................... 40

3.1. TIPO DE INVESTIGACIÓN .................................................................................. 40

3.2. NIVEL DE INVESTIGACIÓN ............................................................................... 40

3.3. DISEÑO DE INVESTIGACIÓN ............................................................................. 40

3.4. POBLACIÓN Y MUESTRA ................................................................................... 40

3.4.1. POBLACIÓN ................................................................................................... 40

3.4.2. TAMAÑO DE MUESTRA .............................................................................. 41

CAPÍTULO IV: ENSAYOS Y RECOLECCIÓN DE DATOS .............................................. 43

4.1. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS ..................... 43

4.1.1. FICHAS Y FORMATOS ................................................................................. 43

4.1.2. INSTRUMENTOS Y EQUIPOS ..................................................................... 45

4.1.3. LABORATORIOS ........................................................................................... 45

4.2. ENSAYOS Y RECOLECCIÓN DE DATOS DE LOS COMPONENTES DE

4.2.1. AGREGADOS PÉTREOS ............................................................................... 46

4.2.2. LIGANTE ASFÁLTICO .................................................................................. 57

4.2.3. FIBRAS DE TEREFTALATO DE POLIETILENO (PET) ............................... 59

4.3. ENSAYOS Y RECOLECCIÓN DE DATOS DE MEZCLAS ASFÁLTICAS ......... 62

4.3.1. DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICA CONVENCIONAL .............................. 62

4.4. PRUEBA DE DESEMPEÑO DE RUEDA CARGADA DE HAMBURGO,

4.4.1. PESO ESPECÍFICO RICE ............................................................................... 71

4.4.2. ENSAYO DE RUEDA CARGADA DE HAMBURGO (AASHTO T-324) ...... 73

4.4.3. ENSAYO LOTTMAN MODIFICADO (AASHTO T-283) .............................. 78

4.4.4. ENSAYO DE MODULO RESILIENTE A 20°C Y 25°C ................................. 82

4.5. ANÁLISIS DE PRECIO UNITARIO COMPARATIVO ......................................... 86

CAPÍTULO V: RESULTADOS OBTENIDOS .................................................................... 87

5.1. RESULTADOS DE ENSAYOS DE COMPONENTES DE MEZCLA ASFÁLTICA