Mezclas asfálticas tibias con aceite crudo de palma

ELABORADO POR:
JORGE A. RODRÍGUEZ C.
Director: Ing. Hugo Bonifaz
Codirector: Ing. Franco Rojas

INTRODUCCIÓN
Para el ser humano es importante la movilización
Como parte de su bienestar se considera de
trascendencia las carreteras y lo que se involucra
directamente en su entorno
Todo esto genera su impacto tanto en términos
económicos como sociales
Pero las carreteras tienen principalmente un impacto
negativo en el medio ambiente, tanto en su etapa de
construcción como durante el mantenimiento y su uso

Desarrollo Sostenible
Satisfacer necesidades del
presente
Sin comprometer las
sociedades futuras
La Ingeniería Civil Propone como su Principal
innovación
Mezclas Asfálticas Tibias Reducir impacto ambiental
Las Mezclas Asfálticas en caliente
Altas temperaturas Contaminación ambiental
Desarrollo Sostenible

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
• Quema de combustibles fósiles
• Lluvias ácidas
• Agujeros en la capa de ozono
• Efecto invernadero
Contaminación
Atmosférica
• CO2: 1750 de 280 ppm a 430 ppm en la actualidad:
• Aumento en la temperatura media de la tierra, pasando de 13.7
°C a 14.4 °C:
• Podrían aumentar durante el presente siglo entre 1.1 y 6.4 °C y
un aumento en el nivel del mar entre 18 y 59 cm lo cual
ocasionaría catástrofes como sequías, diluvios, ciclones, mareas
altas.
Revolución Industrial

• Tendencia a la investigación, desarrollo en innovación.
• Producto, procesos o servicios para generar
sostenibilidad ambiental.
• Contribuyan a la mitigación frente al cambio climático.
Desde los
años 80
• Uno de los sectores más contaminantes.
• Se busca alternativas tanto en el ámbito del medio de
transporte como en su infraestructura.
Sector del
Transporte
• Investigar alternativas para mejorar las mezclas en
caliente pero que sean amigables con el ambiente y
una duración óptima.
En Ecuador

• Son un problema por sus elevados valores de emisiones de
gases contaminantes.
• Causante de un grave daño ambiental
Las temperaturas de
mezclado y
compactación
• El uso de nuevas tecnologías para la disminución de las
temperaturas de las MAC.
• Reducción de la viscosidad del cemento asfáltico mediante el
uso del ACP.
Se plantea
• ¿Que proceso y en qué cantidades se puede utilizar el Aceite
Crudo de Palma para modificar el asfalto y de esta manera
obtener una mezcla asfáltica tibia con la cual se pueda reducir la
temperatura de producción de la mezcla y la viscosidad del
asfalto?
Se genera la
interrogante

JUSTIFICACIÓN
• Compromiso de aportar al mejoramiento de
condiciones ambientales.
Todos tenemos
• Busca una mejor distribución de recursos.
• Reducción de costos.
• Alternativas para reducción de impactos
ambientales.
Ingeniería Civil
• No existe oferta en cuanto a las MAT.
• Se debe cambiar el pensamiento de solo el uso de
MAC
• Incursionar en el país en este ámbito y reducir la
contaminación ambiental en el Ecuador.
En Ecuador

Objetivo General
• Analizar el desempeño de mezclas asfálticas tibias.
Objetivos específicos
• Definir las características del asfalto AC-20.
• Obtener el asfalto modificado a partir de la mezcla de
aceite crudo de Palma y asfalto.
• Diseñar la mezcla asfáltica en caliente y tibia de
acuerdo al Método Marshall.
• Comparar los resultados en cuanto a estabilidad y
flujo.
OBJETIVOS

El asfalto
• Es una mezcla de hidrocarburos presentándose como un cuerpo
viscoso, no cristalino y con su color característico negro.
• Es el utilizado para mezclas asfálticas viéndose como un material
viscoso y pegajoso.

Durabilidad
Susceptibilidad a la temperatura
Adhesión y Cohesión
Propiedades Físicas del Asfalto

LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS
Baja rigidez y buenas características elásticas a temperaturas bajas de servicio
para reducir el riesgo de la aparición de fisuras por cambios de temperatura.
Alta rigidez a temperaturas altas de servicio para reducir el ahuellamiento.
Baja rigidez a las temperaturas normales de manejo en planta y colocación en obra.
Es la combinación de asfalto y agregados pétreos en proporciones exactas.

LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS TIBIAS (MAT)
El término Mezcla Asfáltica
Tibia hace referencia a la
variedad de tecnologías que
permiten bajar las
temperaturas de trabajo de
las mezclas asfálticas en
caliente
Tanto en su etapa de
producción en planta como
en la etapa de extendido y
compactación en la vía.

Tratado de KYOTO (1997)
• Desarrollado por la Comunidad Europea, en respuesta a los gases de
efecto invernadero generado por las Mezclas Asfálticas en Caliente.
• Se plantea el uso de nuevas técnicas para reducir tal efecto.
• A partir de ello, se generan investigaciones, especialmente en USA y
Europa, generándose patentes.

BENEFICIOS DE LAS MAT
Reducción
consumo de
combustible:
30%
Reducción de
emisiones
• Polvo: 25-55%
• NOx: óxido de nitrógeno: 60-70%
• CO2: gas carbónico: 30-40%
• CO: monóxido de carbono: 10-30%
Reducción de
viscosidad
Aspectos
Técnicos
• Producción, colocación y compactación a
temperaturas menores
• Mejora la densidad de la mezcla
• Aumento de distancias de transporte.
• Apertura al tráfico en menor tiempo.
• Menor oxidación del asfalto por gradiente de
temperatura.

MÉTODOS PARA PRODUCIR MAT
Mezclas
tibias
Aditivos
Orgánicos
Ceras Fisher-Trospch - Sasobit
Ceras Montana-Asphaltan
Ceras de Amidas Ácidos Grasos-
Licomont
Aditivos
Químicos
Emulsificantes-Evotherm
Tensoactivos-Cecabase RT
Proceso de
espumación
Indirecto-Zeolita
Directo

ESTUDIO DE EMISIONES REALIZADAS EN ARGENTINA
 Fecha: Octubre 2008
 Temperaturas: Mezcla: 110° C, Compactación: <100° C.
 Producto: Cecabase RT, al 0.5% y 6.3 % de Asfalto en la mezcla
Ventajas en medio ambiente
Tipo de mezcla
Consumo de
combustible (Kg/T)
CO2 producido
(Kg/T de mezcla)
Mezcla tibia 5.5 17
Mezcla caliente 7.1 22.2
Ahorro 1.6 5.2
Tipo
Mezcla
caliente
Mezcla
Tibia
Diferencia
CO 2 % 2.12 1.59 25%
CO (ppm) 217 151.6 30%
Nox (mg/m3 eq. NO2) 26.8 21.5 20%
Polvo (mg/m3) 168 21 88%

ACEITE CRUDO DE PALMA
 El ACP, es un aceite de origen vegetal que se
obtiene del mesocarpio de la fruta de la palma Elaeis
guineensis.
240 mil Ha
Santo Domingo y
Quinidé
La palma de aceite es una planta tropical
propia de climas cálidos que crece en
tierras por debajo de los 500 metros
sobre el nivel del mar.

Muestreo del Cemento Asfáltico AC-20 (ASTM D-140)
• El muestreo se realizó del tanque de
almacenamiento.
• Numeral 3 de la norma, para análisis rutinarios en el
asfalto por lo menos se tomará 1 litro y en total se
debe tomar 3 muestras

Muestreo del Aceite Crudo de Palma (INEN-5)
 En referencia a la norma INEN-5 que
especifica el muestreo para grasas y aceites
vegetales y a partir del numeral 3.1 que
menciona el tamaño de la muestra, en
donde se indica como un mínimo número de
envases de plástico muestreados de 1 litro.
 Las muestras no deben estar expuestas a la
luz solar
Porcentajes experimentados en el laboratorio de ACP
%ACP 0.4 0.7 1 2 3 5 10
𝑊𝐴𝐶𝑃(gr) 0.8 1.4 2 4 6 10 20
𝑊𝐴𝐶𝑃 = %𝐴𝐶𝑃 ∗ 𝑊𝑎𝑠𝑓𝑎𝑙𝑡𝑜
• W asfalto: 200 gr
• Mezcla estable
• Asfalto fluido

PRUEBAS DE CARACTERIZACIÓN EN EL ASFALTO
Densidad Relativa
Punto de Inflamación
Punto de Reblandecimiento
(Anillo y esfera)
Penetración a 25° C
Ductilidad a 25° C

PARÁMETROS DE EVALUACIÓN PARA ENSAYOS DE
CARACTERIZACIÓN
ENSAYO REFERENCIA
Penetración(mm/10) 60-70
Reblandecimiento(°C) 48-55
Índice de Penetración -1.5 -1.5
Ductilidad(cm) min 100
Densidad Relativa(gr/cm3) min 1
Según la Norma Ecuatoriana Vial NEVI-12 tabla 810-3.5,
para cumplir con la calidad del asfalto a utilizar
Estos parámetros se compararán
para todos los ensayos con ACP, de
esta manera las propiedades físicas
del asfalto modificado no se vea
afectado en gran medida en
comparación a las iniciales.

1.- CARACTERIZACIÓN CEMENTO ASFÁLTICO AC-20
Parámetro
Resulta
do
Mínimo Máximo
Penetración (mm/10) 61 60 70
Reblandecimiento (°C) 48.4 48 55
Índice de Penetración -1.14 -1.5 1.5
Ductilidad (cm) 110 100 -
Punto de Inflamación (°C) 291 232 -
Densidad relativa (gr/cm3) 1.011 1.000 -
286
296
291
298 300 299
230
240
250
260
270
280
290
300
1 2 3
Temperatura
(°C)
Muestra
Limite Inferior
Prom.Inflamación
Temperatura
Inflamación
Temperatura de
Combustion
Prom.Combustión
48.1
48.9
48.4
46.0
47.0
48.0
49.0
50.0
51.0
52.0
53.0
54.0
55.0
1 2 3
Temperatura
Reblandecimiento(°C)
Muestra
Temperaturas
Reblandecimient
o
Limite Inferior
Limite Superior
58
60
62
64
66
68
70
72
1 2 3
Penetración
(mm/10)
Muestra
Penetracione
s
Limite
Inferior
Penetración= 61 mm/10
Inflamación=291°C
Reblandecimiento= 48.4°C

2.- EXPERIMENTACIÓN PARA CONOCER PORCENTAJES A UTILIZAR EN
ENSAYOS DE VISCOSIDAD
 PENETRACIÓN (ASTM D-5)
61 65 68 71
101
107
159
305
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310
0.0% 1.0% 2.0% 3.0% 4.0% 5.0% 6.0% 7.0% 8.0% 9.0% 10.0%
Penetración
(mm/10)
% ACP
Penetraciones
Limite Inferior
Limite Superior
Penetración vs % ACP
Porcentajes que cumplen: 0.4 , 0.7 y 1% de ACP

 PUNTO DE REBLANDECIMIENTO (ASTM D-36)
48.4
45.9
44.144.0 43.7
38.7
35.9
31.0
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
0% 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9% 10%
Temperatura
de
Reblandecimiento
(°C)
% ACP
Temperatura Reblandecimiento
Limite Inferior
Limite Superior
Porcentajes que cumplen: Ninguno
Punto Reblandecimiento vs % ACP

 ÍNDICE DE PENETRACIÓN
El índice de penetración se calcula con las ecuaciones :
𝐴 = 50 ∗
log 800 − log 𝑃𝑒𝑛
𝑇𝑎𝑏 − 25
𝐼𝑃 =
20 − 10 ∗ 𝐴
𝐴 + 1
Donde:
Pen: valor de penetración en mm/10 a 25°C, 100 gr y 5
segundos.
Tab: punto de reblandecimiento en °C, obtenido por el
método de anillo y bola.
Porcentaje
ACP
Penetración
(mm/10)
Punto de
Reblandecimiento
(°C)
IP
ASFALTO
AC-20
61 48.4 -1.14
0.4 65 45.9 -1.68
0.7 68 44.1 -2.10
1 71 44.0 -2.04
2 101 43.7 -1.20
3 107 38.7 -2.85
5 159 35.9 -2.90
10 305 31.0 -3.35

-1.5
1.5
-1.14
-1.68
-2.10
-2.04
-1.20
-2.85 -2.90
-3.35
-3.5
-3
-2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
0% 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9% 10%
Índice
de
Penetración
% ACP
Limite Inferior
Limite Superior
IP
Índice de Penetración vs % ACP
Porcentajes que cumplen: 2% de ACP

 DUCTILIDAD (ASTM D-113)
110
110 110
110
103
95
84
72
70
72
74
76
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
104
106
108
110
112
0.0% 1.0% 2.0% 3.0% 4.0% 5.0% 6.0% 7.0% 8.0% 9.0% 10.0%
Ductilidad(cm)
% ACP
Limite Inferior
Ductilidad vs % ACP
Porcentajes que cumplen: 0.4, 0.7, 1 y 2% de ACP

 CONCLUSIÓN
Parámetro
% de Aceite Crudo de Palma
0% 0.4% 0.7% 1% 2% 3% 5% 10%
Penetración C C C C N N N N
Reblandecimiento C N N N N N N N
IP C N N N C N N N
Ductilidad C C C C C N N N
N° de Parámetros
Cumplidos
4 2 2 2 2 - - -
• Se considera trabajar con los porcentajes de ACP que cumple con mínimo 2
parámetros de calidad para posteriormente realizar los ensayos de viscosidad.
UTILIZAR EL 0.4%, 0.7%, 1% y 2% DE ACP PARA ENSAYOS DE VISCOSIDAD
C= cumple N= no cumple

 VISCOSIDAD ROTACIONAL (ASTM D-4402)
% ACP
Añadido
Temperatura de ensayo (°C)
80 120 160
Viscosidad (Cp)
ASFALTO AC-
20
21400 842.5 120.0
0.40% 19300 792.5 115.5
0.70% 18050 765.0 112.5
1% 17350 724.5 110.0
2% 14067 660.0 102.0

ANÁLISIS DE RESULTADOS
 ENSAYOS DE VISCOSIDAD
21400
19300
18050
17350
14067
842.5
792.5 765.0 724.5 660.0
120.0 115.5 112.5 110.0 102.0
0
1500
3000
4500
6000
7500
9000
10500
12000
13500
15000
16500
18000
19500
21000
0.0% 0.5% 1.0% 1.5% 2.0%
Viscosidad
(Cp)
% ACP
80°C
120°C
160°C
0%
10%
16%
19%
34%
6%
9%
14%
22%
4%
6%
8%
15%
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
0.0% 0.2% 0.4% 0.6% 0.8% 1.0% 1.2% 1.4% 1.6% 1.8% 2.0%
Variación
de
Viscosidad
(%)
% ACP
80°C
120°C
160°C
Viscosidad vs % ACP Variación de Visc. vs % ACP

100
1000
10000
100000
80 90 100 110 120 130 140 150 160 170
Viscosidad(Cp)
Temperatura (°C)
Asfalto AC-20
0.40%
0.7
1%
2
Temp.mezcla 1
Temp.mezcla 2
Temp.compactacion 1
Temp.compactación 2
CURVA VISCOSIDAD vs TEMPERATURA
T. mezclado: 170+-20 Centipoises (Cp)
T. compactación: 280+-30 Centipoises.

% ACP
Añadido
Temperaturas (°C)
Mezcla
Máxima Mínima Promedio
ASFALTO
AC-20
159 153 156
0.40% 156 151 153.5
0.70% 155 150 152.5
1% 152 146 149
2% 149 143 146
% ACP
Añadido
Temperaturas (°C)
Compactación
ASFALTO
AC-20
146 140 143
0.40% 144 139 141.5
0.70% 143 138 140.5
1% 140 134 137
2% 137 132 134.5
• Para el diseño de mezclas
asfálticas, el 1% como un
porcentaje que cumple
parámetros de calidad y que
logró una disminución de la
viscosidad.
• Pero al mismo tiempo se va a
evaluar e comportamiento de
una mezcla asfáltica con el 2%
de ACP de tal manera saber si
en cuanto a estabilidad y flujo
Marshall pueda cumplir con las
especificaciones
 TEMPERATURAS DE MEZCLA Y COMPACTACIÓN

156
153.5 152.5
149
146
143
141.5 140.5
137
134.5
130
135
140
145
150
155
160
0.0% 0.5% 1.0% 1.5% 2.0%
Temperatura
(°C)
%ACP
Temperatura Mezcla
Temperatura
Compactación
0
2.5
3.5
7
10
0
1.5
2.5
6
8.5
0
2
4
6
8
10
12
0.0% 0.5% 1.0% 1.5% 2.0%
Disminución
Temperatura
(°C)
%ACP
Variación Mezcla
Variación
Compactación
0.0
1.6
2.2
4.5
6.4
0.0
1.0
1.7
4.2
5.9
0
1
2
3
4
5
6
7
0.0% 0.5% 1.0% 1.5% 2.0%
Variación
Temperatura
(%)
%ACP
Variación
Mezcla
Variación
Compactación
ANÁLISIS RESULTADOS

Viscosidad
• A medida que se incrementa el contenido de ACP, se consigue reducir la viscosidad de
manera que para el 1% de ACP se disminuyó 7 °C con respecto a la temperatura del
asfalto AC-20 y para el 2% de ACP se disminuyó 10 °C.
• El incremento del contenido de ACP genera un incremento de la variación de la
viscosidad, pero a menores temperaturas, a partir de ello se puede considerar como
porcentaje óptimo al 1% para evitar que a bajas temperaturas se produzca
ahuellamiento de la capa de rodadura por la baja consistencia del asfalto, de manera
que el 2% disminuye en exceso la viscosidad.
CONCLUSIONES
UTILIZAR EL 1 Y 2% DE ACP PARA CONTROL DE CALIDAD DEL ASFALTO MODIFICADO

61
71
101
60
70
80
90
100
110
0% 1% 2%
Penetración
(mm/10)
% ACP
Penetraciones
Limite Inferior
Limite Superior
48.4
44.0
43.7
42.0
43.0
44.0
45.0
46.0
47.0
48.0
49.0
50.0
51.0
52.0
53.0
54.0
55.0
56.0
0% 1% 2%
T.
Reblandecimiento
(°C)
% ACP
Temperatura
Reblandecimiento
Limite Inferior
Limite Superior
ENSAYO DE PENETRACIÓN ENSAYO REBLANDECIMIENTO
3.- CONTROL DE CALIDAD ASFALTO MODIFICADO A 1% Y 2% DE ACP PARA DISEÑO
MARSHALL
NO CUMPLE: 2% DE ACP NO CUMPLE: 1 Y 2% DE ACP

-1.14
-2.04
-1.20
-2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
0% 1% 2%
Índice
de
Penetración
% ACP
Limite
Inferior
110
110
103
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
0% 1% 2%
Ductilidad(cm)
% ACP
L.Inf
INDICE DE PENETRACIÓN ENSAYO DUCTILIDAD
NO CUMPLE: 1% DE ACP CUMPLEN TODOS

291
290
286
299
298 297
230
234
238
242
246
250
254
258
262
266
270
274
278
282
286
290
294
298
0% 1% 2%
Temperatura
(°C)
% ACP
Mín 1.011
1.006 1.004
0.980
0.990
1.000
1.010
1.020
1.030
1.040
1.050
0% 1% 2%
Densidad
(g/cm3)
% ACP
Mín
Densidad
PUNTO DE INFLAMACIÓN ASTM D-92
DENSIDAD RELATIVA ASTM D-70
CUMPLEN TODOS LOS % DE ACP

Parámetro
% de Aceite Crudo de Palma
0% 1% 2%
Penetración C C N
Reblandecimiento C N N
Índice de Penetración C N C
Ductilidad C C C
Punto de Inflamación C C C
Densidad relativa C C C
Parámetros cumplidos 6 4 4
C= cumple N= no cumple
 CONCLUSIONES
EL 1% Y 2% DE ACP NO
CUMPLEN CON 2 PARÁMETROS
DE CALIDAD, PERO CUMPLEN
CON MÁS DE LA MITAD DE
ELLOS EN FUNCIÓN DEL
ASFALTO AC-20
Control de calidad de asfalto
•El asfalto AC-20 que se ha muestreado para el estudio, cumple las especificaciones estipuladas
en el NEVI-12 .
•Se ha obtenido el asfalto modificado con ACP y se ha elegido los porcentajes de ACP óptimos
que cumplan la mayoría de las especificaciones que para el 1% de ACP el asfalto no cumple en el
ensayo de reblandecimiento y el índice de penetración y para el 2% no cumple en cuanto a la
penetración y reblandecimiento con lo cual el porcentaje óptimo queda regido por los parámetros a
evaluarse en el diseño Marshall.
UTILIZAR EL 1 Y 2% DE ACP PARA DISEÑO MARSHALL

Muestreo de agregados (ASTM D-75)
Para tamaño de agregado de 3/4" (19mm)
la masa de muestra mínimo es de 25 Kg
Para un tamaño de agregado de 3/8” o menor, la
masa de muestra mínima es de 10 Kg
CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS

Abrasión de agregado grueso
(ASTM C-131)
Equivalente de arena
(ASTM D-2419)
Peso específico y absorción de agregado
grueso (ASTM D-127)
Peso específico y absorción de
finos (ASTM D-128)
Límites de consistencia (ASTM D-427)
Análisis granulométrico (ASTM C-117)

RESUMEN DE RESULTADOS DE CARACTERIZACIÓN
AGREGADOS
Ensayo
Resultad
os
Especificación NEVI-12
Tabla 811-4.1
Densidad relativa(seca
al horno) [gr/cm3]
2.51 -
Densidad relativa SSS
[gr/cm3]
2.56 -
Densidad aparente
relativa [gr/cm3]
2.65 -
Absorción 2.0% -
Desgaste en la
Máquina de los
Ángeles
28.3% max 40%
Ensayo
Resultad
os
Especificación NEVI-12
Tabla 811-4.2
Densidad relativa(seca
al horno) [gr/cm3]
2.48 -
Densidad relativa SSS
[gr/cm3]
2.55 -
Densidad aparente
relativa [gr/cm3]
2.66 -
Absorción 2.7% -
Equivalente de Arena 81% minimo 50%
Índice de plasticidad NP max 4%
AGREGADO GRUESO AGREGADO FINO

CARACTERÍSTICAS DE LA MEZCLA ASFÁLTICA
Criterio
Tráfico Alto
min max
Número de golpes por cara 75
Estabilidad(lb) 1800 -
Flujo(0.01") 8 14
Vacíos de Aire (%) 3 5
Vacíos de agregado mineral (%) 13 -
Vacíos llenos de asfalto (%) 65 75
Parámetros:
• Tipo de Tráfico: Alto
• Tipo Capa Asfáltica: Capa de rodadura
• Tipo de mezcla: Graduación Densa
CRITERIOS MARSHALL
Fuente: tabla 811-4.4 NEVI-12
Tipo de Mezcla (NEVI 812-3.3):
• Intensidad de tráfico: mezcla densa
• Tipo de diseño a ser utilizado: marshall
• Contenido de vacíos: entre 3-5 %

0
20
40
60
80
100
120
0.01 0.1 1 10 100
PASANTE(
%)
TAMIZ (mm)
Curva Granulométrica TMN:1/2 "
Mezcla
Limite
Superior
Limite
Inferior
Granulometría final, en
función de la granulometría
de máxima compacidad 
Utilizada para la reducción de
vacíos
ESTABILIZACIÓN GRANULOMÉTRICA
Abrir la muestra del material en cada uno
de los tamices componentes, tomando los
valores medios de las especificaciones.

Método Marshall
• Tamaño máximo de 25 milímetros (1
pulgada) o menos.
• Utiliza muestras de prueba estándar
de 64 mm (2-1/2 pul.) de alto por
102 mm (4 pul.) de diámetro
APLICABLE:
• Análisis de densidad y vacíos
• Evaluación de la estabilidad de
fluidez de las muestras de prueba.
CARACTERÍSTICAS:

Temperaturas de mezcla y compactación:
% ACP
Añadido
Temperaturas (°C)
Mezcla
ASFALTO
AC-20
159 153 156
1% 152 146 149
2% 149 143 146
%ACP
Añadido
Temperaturas (°C)
Compactación
ASFALTO
AC-20
146 140 143
1% 140 134 137
2% 137 132 134.5
AC-20 1% ACP 2% ACP

Determinación Estabilidad y flujo
Mezclar el agregado y el
asfalto caliente en las
porciones establecidas
Compactar la mezcla
homogénea 75 veces a
cada lado
Cuando las probetas están
frías extraerlas.
Determinar Gmb de las
briquetas compactadas
ASTM D-1559
Determinación
Estabilidad y flujo
Determinar Gmm de las
mezcla sin compactar

2.403 gr/cm3
2.598 gr/cm3 Agregado de la mina de Rio Pita
1.011 gr/cm3 Asfalto preveniente de la refineria de Esmeraldas
Porcentaje Peso Peso Sat. Peso Gmb Gmm (calc) V. a. VAM VAF Flujo
Asfalto Aire Sup. Seca en agua g/cm3 g/cm3 % % % Medida Correc. Corregida 0.01"
1 4.5 1233.81 1239.83 674.65 565.18 2.183 2.372 7.97 13.23 39.80 3238 0.86 2785 9
2 4.5 1210.21 1218.76 665.08 553.68 2.186 2.372 7.85 13.13 40.18 2735 0.89 2434 8
3 4.5 1220.96 1231.37 672.67 558.70 2.185 2.372 7.87 13.14 40.13 3344 0.89 2976 8
Promedio 2.185 2.372 7.896 13.167 40.037 2732 8
4 5.0 1247.99 1257.66 687.05 570.61 2.187 2.345 6.71 13.53 50.37 3619 0.86 3112 9
5 5.0 1247.13 1253.68 686.50 567.18 2.199 2.345 6.21 13.06 52.44 3512 0.86 3020 10
6 5.0 1230.25 1237.22 674.58 562.64 2.187 2.345 6.74 13.55 50.28 3574 0.86 3074 12
Promedio 2.191 2.345 6.554 13.380 51.031 3069 10
7 5.5 1253.01 1262.16 693.45 568.71 2.203 2.324 5.18 13.35 61.23 4320 0.86 3715 12
8 5.5 1245.92 1250.83 684.31 566.52 2.199 2.324 5.35 13.50 60.40 4245 0.86 3651 11
9 5.5 1244.17 1250.56 685.23 565.33 2.201 2.324 5.28 13.44 60.72 4298 0.86 3697 11
Promedio 2.201 2.324 5.268 13.432 60.782 3688 11
10 6.0 1253.75 1260.68 694.76 565.92 2.215 2.313 4.20 13.33 68.51 4385 0.86 3771 13
11 6.0 1267.41 1270.82 700.12 570.70 2.221 2.313 3.97 13.12 69.77 4344 0.86 3736 11
12 6.0 1258.40 1267.54 701.45 566.09 2.223 2.313 3.87 13.03 70.30 4228 0.86 3636 12
Promedio 2.220 2.313 4.012 13.161 69.526 3715 12
13 6.5 1255.28 1260.76 691.43 569.33 2.205 2.292 3.80 14.20 73.22 3789 0.86 3258 14
14 6.5 1252.70 1260.82 695.43 565.39 2.216 2.292 3.33 13.78 75.83 3809 0.86 3276 13
15 6.5 1258.65 1261.43 695.03 566.40 2.222 2.292 3.05 13.53 77.48 3642 0.86 3132 13
Promedio 2.214 2.292 3.393 13.837 75.512 3222 13
Observación: El agregado mineral fue proporcionado por el Ing Mario Naranjo
Temperatura de ensayo 60 °C
Criterio de compactación Marshall: 75 golpes briquetas
Temperatura de mezcla entre 153-159 °C
Temperatura de compactación entre 140-146°C
GSb (Grav. esp. de agregados) =
GSa (Grav. esp. Aparente de agregados) =
Gb (Grav. esp. Asfalto) =
ENSAYO "MARSHALL" NORMA ASTM D 1559
Fecha Briqueta
Volumen
Briqueta
(cm3)
Estabilidad (lb)
2013-12-18
Mezcla Asfáltica Caliente(MAC)

1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
10.00
4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Vacíos
(%)
% Asfalto
% asf vs. Va
Max
Min
2.15
2.17
2.19
2.21
2.23
4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Gmb
(g/cm3)
% Asfalto
% asf. vs Bulk
1700
1900
2100
2300
2500
2700
2900
3100
3300
3500
3700
4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Estabilidad
(lb)
% Asfalto
% asf. vs Estabilidad
Min
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Flujo
(0.01")
% Asfalto
% asf vs flujo
Max
Min

12.00
12.50
13.00
13.50
14.00
14.50
15.00
15.50
16.00
4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
V.A.M
(%)
% Asfalto
% asf. vs VAM
Min
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
V.A.F
(%)
% Asfalto
% asf. vs VAF
Max
Min
MAC  Asfalto óptimo: 6.1 %

Mezcla Afáltica Tibia 1% ACP (MAT-1%)
2.403 gr/cm3
1 4.5 1275.34 1279.50 686.55 592.95 2.151 2.356 8.69 14.51 40.13 2705 0.78 2110 11
2 4.5 1202.05 1206.54 648.68 557.86 2.155 2.356 8.52 14.36 40.64 2740 0.89 2439 11
3 4.5 1245.34 1249.76 670.53 579.23 2.150 2.356 8.72 14.55 40.03 2637 0.89 2347 12
Promedio 2.152 2.356 8.645 14.473 40.268 2299 11
4 5.0 1222.70 1230.01 665.32 564.69 2.165 2.336 7.29 14.39 49.35 3134 0.86 2695 12
5 5.0 1240.07 1243.57 669.69 573.88 2.161 2.336 7.48 14.57 48.66 3253 0.86 2798 12
6 5.0 1235.76 1240.72 668.26 572.46 2.159 2.336 7.57 14.65 48.33 3107 0.86 2672 12
Promedio 2.162 2.336 7.446 14.536 48.778 2722 12
7 5.5 1154.51 1159.72 632.25 527.47 2.189 2.317 5.51 13.92 60.38 3329 0.96 3196 13
8 5.5 1246.39 1251.02 683.77 567.25 2.197 2.317 5.15 13.58 62.10 3442 0.86 2960 12
9 5.5 1221.67 1228.09 667.85 560.24 2.181 2.317 5.87 14.24 58.80 3517 0.86 3025 14
Promedio 2.189 2.317 5.509 13.913 60.427 3060 13
10 6.0 1251.40 1258.56 690.41 568.15 2.203 2.304 4.38 13.83 68.33 3597 0.86 3094 14
11 6.0 1248.56 1252.13 689.80 562.33 2.220 2.304 3.61 13.14 72.52 3632 0.86 3123 13
12 6.0 1253.98 1259.40 692.08 567.32 2.210 2.304 4.04 13.53 70.11 3635 0.86 3126 13
Promedio 2.211 2.304 4.012 13.499 70.319 3114 13
13 6.5 1247.40 1251.65 692.35 559.30 2.230 2.283 2.31 13.21 82.52 3887 0.86 3343 15
14 6.5 1228.97 1235.66 680.03 555.63 2.212 2.283 3.12 13.93 77.63 3737 0.89 3326 14
15 6.5 1252.56 1259.45 697.67 561.78 2.230 2.283 2.34 13.24 82.34 3750 0.86 3225 14
Promedio 2.224 2.283 2.588 13.460 80.831 3298 14
El asfalto fue modificado al 1% de ACP.
Fecha Briqueta
Volumen
Briqueta
(cm3)
Estabilidad (lb)
2014-02-07

1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
10.00
4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Vacíos
(%)
% Asfalto
% asf vs. Va
Max
Min
2.13
2.15
2.17
2.19
2.21
2.23
4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Gmb
(g/cm3)
% Asfalto
% asf. vs Bulk
1700
1900
2100
2300
2500
2700
2900
3100
3300
4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Estabilidad
(lb)
% Asfalto
Min
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Flujo
(0.01")
% Asfalto
% asf vs flujo
Max
Min

12.00
12.50
13.00
13.50
14.00
14.50
15.00
15.50
16.00
4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
V.A.M
(%)
% Asfalto
% asf. Vs VAM
Min
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
V.A.F
(%)
% Asfalto
% asf. vs VAF
Max
Min
MAT-1%  Asfalto óptimo: 6 %

Mezcla Afáltica Tibia 2% ACP
2.403 gr/cm3
1 4.5 1230.31 1235.71 666.13 569.58 2.160 2.339 7.65 14.15 45.92 3281 0.86 2822 13
2 4.5 1229.31 1234.38 664.70 569.68 2.158 2.339 7.74 14.23 45.60 3458 0.86 2974 12
3 4.5 1221.32 1227.86 661.87 565.99 2.158 2.339 7.74 14.24 45.59 3175 0.86 2730 13
Promedio 2.159 2.339 7.713 14.206 45.704 2842 13
4 5.0 1175.40 1178.73 637.32 541.41 2.171 2.326 6.64 14.16 53.09 3193 0.93 2970 14
5 5.0 1243.48 1247.51 672.44 575.07 2.162 2.326 7.02 14.51 51.63 3568 0.83 2961 14
6 5.0 1210.67 1216.75 661.45 555.30 2.180 2.326 6.25 13.80 54.73 3469 0.89 3088 14
Promedio 2.171 2.326 6.636 14.157 53.150 3006 14
7 5.5 1237.84 1241.93 674.65 567.28 2.182 2.311 5.58 14.18 60.66 3694 0.86 3176 14
8 5.5 1208.47 1212.33 664.76 547.57 2.207 2.311 4.50 13.20 65.90 3473 0.89 3091 15
9 5.5 1227.56 1230.12 667.42 562.70 2.182 2.311 5.60 14.20 60.56 3352 0.86 2883 15
Promedio 2.190 2.311 5.227 13.861 62.371 3050 15
10 6.0 1241.19 1245.77 681.40 564.37 2.199 2.297 4.23 13.96 69.67 3545 0.86 3048 15
11 6.0 1242.88 1247.05 686.87 560.18 2.219 2.297 3.39 13.20 74.34 3570 0.86 3070 16
12 6.0 1235.78 1239.97 680.98 558.99 2.211 2.297 3.73 13.51 72.36 3568 0.89 3176 15
Promedio 2.210 2.297 3.785 13.559 72.125 3098 15
13 6.5 1256.42 1259.60 693.23 566.37 2.218 2.278 2.60 13.68 81.02 3665 0.86 3152 16
14 6.5 1242.93 1244.88 685.54 559.34 2.222 2.278 2.43 13.53 82.03 3734 0.89 3324 17
15 6.5 1257.55 1262.52 690.65 571.87 2.199 2.278 3.45 14.43 76.12 3737 0.86 3213 16
Promedio 2.213 2.278 2.824 13.878 79.722 3230 16
El asfalto fue modificado al 2% de ACP.
Fecha Briqueta
Volumen
Briqueta
(cm3)
Estabilidad (lb)
2014-02-11

1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
10.00
4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Vacíos
(%)
% Asfalto
% asf vs. Va
Max
Min
2.15
2.17
2.19
2.21
2.23
4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Gmb
(g/cm3)
% Asfalto
% asf. vs Bulk
1700
1900
2100
2300
2500
2700
2900
3100
3300
3500
3700
4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Estabilidad
(lb)
% Asfalto
Min
6
8
10
12
14
16
4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Flujo
(0.01")
% Asfalto
% asf vs flujo
Max
Min

12.00
12.50
13.00
13.50
14.00
14.50
15.00
15.50
16.00
4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
V.A.M
(%)
% Asfalto
% asf. Vs VAM
Min
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
V.A:F
(%)
% Asfalto
% asf. vs VAF
Max
Min
MAT-2%  Asfalto óptimo: 6 %

ANÁLISIS DESEMPEÑO
6.1
6.0 6.0
5.98
6.00
6.02
6.04
6.06
6.08
6.10
6.12
0.0% 0.5% 1.0% 1.5% 2.0%
%
Asfalto
% ACP
MAC 2.213
2.206
2.204
2.203
2.204
2.205
2.206
2.207
2.208
2.209
2.210
2.211
2.212
2.213
2.214
0.0% 0.5% 1.0% 1.5% 2.0%
Gmb
(g/cm3)
% ACP
VARIACIÓN DEL % DE ASFALTO
VARIACIÓN DEL GRAVEDAD ESPECIFICA DE LA
BRIQUETA COMPACTADA

3550
3170 3100
1750
1950
2150
2350
2550
2750
2950
3150
3350
3550
3750
0.0% 0.5% 1.0% 1.5% 2.0%
Estabilidad
(lb)
% ACP
Estabilidad Mínima
12.4
13.5
15.5
0.000
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
16.000
18.000
0.0% 0.5% 1.0% 1.5% 2.0%
Flujo
(0.01")
% ACP
VARIACIÓN DE LA ESTABILIDAD MARSHALL VARIACIÓN DEL FLUJO

13.5
13.7
13.8
12.9
13.0
13.1
13.2
13.3
13.4
13.5
13.6
13.7
13.8
13.9
0.0% 0.5% 1.0% 1.5% 2.0%
V.A.M
(%)
% ACP
V.A.M mínimo
71
70
72
64.000
66.000
68.000
70.000
72.000
74.000
76.000
0.0% 0.5% 1.0% 1.5% 2.0%
V.A.F
(%)
% ACP
V.A.F máximo
V.A.F mínimo
VARIACIÓN DEL % DE V.A.M VARIACIÓN DEL % DE V.A.F
Cuanto más gruesa sea la película de asfalto que cubre las
partículas de agregado, más durable será la mezcla

CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES

Diseño Marshall
Parámetro
Tipo de Mezcla
MAC MAT-1% MAT-2%
Estabilidad C C C
Flujo C C N
Se realizó el diseño Marshall para la mezcla asfáltica en caliente y mezcla
asfáltica tibia, de manera que se ha conseguido realizarlas en función de
las viscosidades y temperaturas indicadas, especificando la granulometría
de tipo densa y que para el caso de la mezcla MAC y MAT-1% cumple con
las especificaciones estipuladas en la norma NEVI-12.
A partir de los ensayos de viscosidad y control de calidad del asfalto
modificado, el porcentaje óptimo para realizar una mezcla
asfáltica tibia con una reducción de 7 °C en la temperatura de
mezcla y de 6 °C en la temperatura de producción es de 1% de ACP.

La disminución de las temperaturas de producción no es significativa.
El desempeño de la mezcla MAC y la MAT-1% es de similares características y que
cumplen con las especificaciones de diseño Marshall, teniendo en cuenta que la MAT-1%
el flujo es más alto, pero la estabilidad disminuye con lo cual los dos tipos de mezclas se
las puede utilizar para capa de rodadura teniendo para la MAC un temperatura de mezcla
de 156 °C y de compactación de 143 °C y para la mezcla MAT-1% una temperatura de
mezcla de 149 °C y de compactación de 137 °C.
El uso de mezclas asfálticas en caliente y su proceso de producción, se define que dichas
mezclas, son perjudiciales para la salud y el medio ambiente por el nivel de emisiones de
gases generadas.

Recomendaciones
Se recomienda utilizar el 1% de ACP en relación al peso del asfalto,
como modificador de la viscosidad para realizar el diseño de
mezcla asfáltica tibia.
Para el 1% de dosificación de ACP, es recomendable utilizar para el
diseño por el método Marshall, la temperatura de mezcla: 149°C y
para temperatura de compactación: 137°C.
Se recomienda utilizar el Aceite Crudo de Palma, como reductor de
viscosidad del asfalto, siempre y cuando cumpla dicho aceite con
los parámetros de calidad exigidos, de manera que pueda disminuir
las temperaturas de producción de mezclas asfálticas e
investigando varios productores del mismo para tener una
referencia de variación de resultados.

Es importante tomar en cuenta que el ACP puede ser perjudicial a
temperaturas de servicio ya que a menores temperaturas el
potencial reductor es mayor y eso puede generar ahuellamientos en
el pavimento, se recomienda realizar ensayos de deformación como
el ensayo de la rueda cargada.
Se recomienda realizar el ensayo de envejecimiento del asfalto por
medio de horno de película delgada para tener una idea del cambio
de las propiedades después del ensayo.
Los ingenieros civiles podemos ayudar a la disminución de la
contaminación del medio ambiente mediante proyectos que sean
sustentables.

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