El documento trata sobre la reología del asfalto modificado. En particular, se estudia cómo los polímeros afectan las propiedades de flujo y deformación del asfalto. Se analizan diferentes polímeros como modificadores del asfalto, incluyendo polietileno, polipropileno, EVA y PVC. El objetivo es mejorar la resistencia a la deformación a altas temperaturas y la durabilidad a bajas temperaturas del asfalto. Se describen los métodos para caracterizar las propiedades reológicas del asfalto modificado y

1. Escuela de post grado
Maestría en ingeniería vial
, mención en carreteras ,
puentes y túneles
Reología del asfalto
modificado
TEMA:
INTEGRANTES
Ing. Camargo Meza Michael Jesús
Ing. Meza Astuhuaman Hubert Hans
Ing. Molina Aguilar Ladislao John
Ing. Morales Sánchez Rafael
Ing. Poma Arotinco Ernesto
Ing. Quichca Palomino Jaime Vladimir
Ing. Ureta Poma Waldir Alex
DOCENTE:
Msc.Ing. Escalante Zegarra Jorge Rodolfo

2. Introducción
2 Reología del asfalto
modificado
21 de octubre del 2023
Siendo la reología del asfalto modificado con polímeros un campo
importante dentro de la industria de la construcción y pavimentación
donde se enfoca al estudio de cómo los polímeros afectan las
propiedades de flujo y deformación del asfalto. Los polímeros se
añaden al asfalto para mejorar su resistencia a la deformación a
altas temperaturas y su durabilidad a bajas temperaturas.
En resumen, la Reología del asfalto modificado con polímeros es
esencial para optimizar la calidad y el rendimiento de las superficies
de carreteras y pavimentos, asegurando que sean duraderas y
resistentes a las condiciones extremas.

3. 7.- Investigación y
desarrollo:
Evaluar y comprender las
propiedades reológicas del
asfalto modificado para
determinar su comportamiento
en diversas condiciones de
temperatura y carga.
5.- Seguridad vial:
2.- Mejora de la
durabilidad:
Estudiar cómo el asfalto
modificado resiste el
envejecimiento y las
condiciones climáticas
adversas para aumentar la vida
útil de las superficies asfálticas.
3.- Desarrollo de
mezclas asfálticas:
4.- Sostenibilidad:
Investigar cómo el uso de
asfalto modificado puede
contribuir a la sostenibilidad,
reduciendo el consumo de
recursos y la generación de
residuos en la construcción y
mantenimiento de carreteras.
3 Reología del asfalto
modificado
21 de octubre del 2023
Objetivos generales:
Evaluar cómo el asfalto
modificado puede mejorar la
seguridad vial al proporcionar
una superficie más resistente
al deslizamiento y una mayor
capacidad de drenaje.
Optimizar la formulación de
mezclas asfálticas que utilicen
asfalto modificado para lograr
un mejor desempeño en
términos de resistencia,
deformación y durabilidad.
6.- Desarrollo de
normativas:
Contribuir al establecimiento de
estándares y especificaciones
para el uso adecuado de
asfalto modificado en la
construcción de carreteras.
1.- Caracterización
de propiedades:
Evaluar y comprender las propiedades reológicas del
asfalto modificado para determinar su comportamiento en
diversas condiciones de temperatura y carga.

4. Esquema
Metodológico MATERIA PRIMA
LIGANTE
ASFALTICO
SBS SBR PVC
POLIETILEN
O
POLIPROPILEN
O
EVA CAUCHO
PUNTO DE
INFLAMACIO
N
VISCOCIDAD
ROTACIONAL
BROOKFIELD
REOMETRO DE
CORTE
DINAMICO
BBR RTFOT PAV
G*/sen ϕ
virgen
G*/sen ϕ
después
RTFOT
G*/sen ϕ
después
RTFOT/PAV
GRADO DE
DESEMPEÑO
(PG)

5. 5 Reología del asfalto
modificado
21 de octubre del 2023
Tipos de polímeros para
asfaltos modificados:

6. ANALISIS
6 Reología del asfalto
modificado
21 de octubre del 2023
¿ Por que tengo que modificar?
 Incremento del trafico
 Cargas por ejes mas pesadas
 Presiones de los neumáticos
 Mayores esfuerzos en capas
superficiales
 Condiciones climáticas extremas
ES UNA NECESIDAD
POR QUE ASI LO
REQUIEREN LOS
PROYECTOS

7. Comportamiento de un asfalto modificado
con un desecho de Polietileno PEBD
7 Reología del asfalto modificado 21 de octubre del 2023
Ensayos típicos que
exige según la
especificación del
INVIAS.
Metodología usada por los Autores:
Castro López, W. A., Rondon
Quintana, H. A., & Barrero Calixto, J.
C. (2015)
CARACTERIZACIÓN
DEL ASFALTO

8. Asfalto modificado con un desecho de
Polietileno PEBD
8 Reología del asfalto modificado 21 de octubre del 2023
Los palillos de PEBD fueron
mezclados por vía húmeda al CA 60-
70 en una relación de PEBD/CA=5,0%
a una temperatura entre 150 ± 5°C. El
tiempo de mezclado fue de 40
minutos.
Preparación del Asfalto
Modificado
Caracterización
reológica y térmica del
asfalto convencional y
del modificado
 Reómetro dinámico de corte (DSR)
 Termogravimetria (TGA) y
calorimetría diferencial de barrido
(DSC).

9. Asfalto modificado con un desecho de Polietileno
PEBD
9 Reología del asfalto modificado 21 de octubre del 2023
RESULTADOS Y
DISCUCIÓN
Ensayos de caracterización sobre el
asfalto modificado

10. Asfalto modificado con un desecho de Polietileno
(PEBD)
10 Reología del asfalto modificado 21 de octubre del 2023
RESULTADOS Y
DISCUCIÓN
Ensayos de caracterización
Reológica

11. Asfalto modificado con un desecho de Polietileno
(PEBD)
11 Reología del asfalto modificado 21 de octubre del 2023
RESULTADOS Y
DISCUCIÓN
Ensayos
TGA
Figura 2. Termograma del CA 60-70 convencional
(sin aditivo) y del modificado (PEBD/CA=5%)

12. Comportamiento de un cemento asfaltico modificado
con un desecho de Polietileno (PEBD)
12 Reología del asfalto modificado 21 de octubre del 2023
RESULTADOS Y
DISCUCIÓN
Ensayos
DSC
Fuente: gráficos corresponden
a, Castro et al. 2015.

13. Comportamiento de un cemento asfaltico modificado
con un desecho de Polietileno (PEBD)
13 Reología del asfalto modificado 21 de octubre del 2023
RESULTADOS Y
DISCUCIÓN
• El polímero tiende a rigidizar notablemente el asfalto (incrementa el punto de ablandamiento y
disminuye la penetración).
• La ductilidad disminuye de manera lógica, ya que el polímero se rigidiza cuando ocurre el
enfriamiento del asfalto modificado. Adicionalmente el aditivo debe romper, al mezclarse con el asfalto,
parte de su microestructura.
• El asfalto modificado con PEBD incrementa su resistencia a inflamar a altas temperaturas.
• El asfalto modificado es más resistente a la pérdida de masa en el ensayo de envejecimiento a corto
plazo.
• Incremento de la rigidez y mejoramiento del grado de funcionamiento del asfalto a altas
temperaturas.
• Disminución de la resistencia al agrietamiento a temperaturas bajas e intermedias de servicio.
Autores como Castro et al. (2015) llegaron a las siguientes conclusiones:

14. Polipropileno (PP)
14 Reología del asfalto modificado 21 de octubre del 2023
Es un polímero termoplástico, parcialmente
cristalino, que se obtiene de la
polimerización del propileno (o propeno ), en
presencia de un catalizador estéreo
especifico.ico.
(C3H6)n
FORMULA QUIMICA
ESTRUCTURA MOLECULAR
Donde "n" representa el número de
unidades de monómero repetitivas en la
cadena polimérica.

15. Polipropileno (PP)
15 Reología del asfalto modificado 21 de octubre del 2023
Los pavimentos industriales son
superficies construidas específicamente
para soportar cargas pesadas y el tráfico
constante de vehículos industriales. Estos
pavimentos están diseñados para resistir
el desgaste, las tensiones mecánicas y
químicas.
APLICADO A PAVIMENTOS INDUSTRIALES FIBRAS DE POLIPROPILENO
Las fibras utilizadas - SIKA Fiber Force PP -
48, cuyas dimensiones son 48 mm de largo,
1.2855 mm de ancho, 0.3325 mm de
espesor.

16. Polipropileno (PP)
16 Reología del asfalto modificado 21 de octubre del 2023
Una característica muy importante de
estas fibras es su alta RESISTENCIA A
ÁLCALIS, SALES Y ÁCIDOS, propiedad
que comparten con el cemento asfáltico.
El punto de ablandamiento de estas fibras
se produce a los 170 °C, temperatura
cercana a la que deben estar los
materiales de la mezcla asfáltica para
lograr una buena adherencia y ser de
buena calidad.
CARACTERISTICAS MAS IMPORTANTES
FIBRAS DE POLIPROPILENO

17. Polipropileno (PP)
17 Reología del asfalto modificado 21 de octubre del 2023
COMPARACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS ENTRE MEZCLA ASFÁLTICA
CONVENCIONAL Y MEZCLA ADICIONADA CON FIBRAS DE POLIPROPILENO
Contenido óptimo de cemento asfáltico y el contenido óptimo de fibras de
polipropileno, se compararon y analizaron los resultados obtenidos para
cada tipo de mezcla.

18. Polipropileno (PP)
18 Reología del asfalto modificado 21 de octubre del 2023
 Con los resultados obtenidos tanto para ensayo TSR como inmersión/compresión se verifica que
la mezcla adicionada con fibras de polipropileno tiene mejor desempeño frente a condiciones
de humedad, dichas condiciones representan la máxima temperatura a la que se puede someter
un pavimento que es 60 °C.
 Los especímenes de mezcla asfáltica convencional presentaron fallas longitudinales y los
especímenes de mezcla modificada presentaron la falla en su mayoría en los extremos
 Para el ensayo TSR como inmersión/compresión se verifica que la mezcla adicionada con fibras
de polipropileno tiene mejor desempeño frente a condiciones de humedad, dichas condiciones
representan la máxima temperatura a la que se puede someter un pavimento que es 60 °C.

19. Polipropileno (PP)
19 Reología del asfalto modificado 21 de octubre del 2023
 El porcentaje de desgaste es mayor en la mezcla convencional frente a cualquier % de fibra en la
mezcla modificada, esto evidencia que las fibras aportan resistencia a la mezcla para
contrarrestar los efectos de disgregación de la mezcla ante efectos abrasivos ocasionados por el
tráfico.
 Desgaste disminuye un 29.35% cuando se le agregan fibras a la mezcla asfáltica convencional.
 Si bien el menor porcentaje de desgaste se tiene con la adición de 1% de fibras, el 1.3 % cumple
con los requisitos mínimos exigidos para mezcla asfáltica según el EG – 2013.

20. E.V.A. (Etileno – Acetato de
Vinilo)
20 Reología del asfalto modificado 21 de octubre del 2023
Concepto:

21. Punto de
inflamacion
Reómetro de
corte dinámico
Penetracion
Viscocimetro
rotacional
brookfield
Envejecimiento
a largo plazo
RTFOT + PAV
21
Reología del asfalto
modificado
21 de octubre del 2023
E.V.A (Etileno –Acetato de Vinilo)

22. E.V.A. (Etileno – Acetato de
Vinilo
21 de octubre del 2023
Reología del asfalto modificado
22

23. E.V.A. (Etileno – Acetato de Vinilo
Reología del asfalto modificado
23

24. RESULTADOS
Reología del asfalto modificado
24
ASFALTO
VIRGEN
ASFALTO MODIFICADO CON POLIMERO EVA
• VALOR MENOR DEL ENSAYO DE PENETRACION
(MEJOR CONSISTENCIA)
• VALOR MAYOR PARA EL PUNTO DE
REBLANDECIMIENTO (MENOR
SUSCEPTIBILIDAD AL AHUELLAMIENTO
PERMANENTE)
• VALOR MAYOR DE VISCOSIDAD ( MAYOR
RESISTENCIA A FLUIR A LAS MISMAS
TEMPERATURAS)
• MENOR ANGULO DE FASE ( MAYOR
ELASTICIDAD)
• MAYOR MODULO COMPLEJO ( MAYOR
RESISTENCIA A LA DEFORMACION)

25. La Reología P.V.C. (Policloruro
de Vinilo)
25 Reología del asfalto modificado 21 de octubre 2023
En relación con su uso en asfalto se refiere a cómo fluye y se comporta el PVC cuando se mezcla con
asfalto para aplicaciones específicas. El PVC se utiliza a menudo como un modificador de asfalto para
mejorar sus propiedades, como la resistencia al envejecimiento y la durabilidad.
La reología del PVC en esta aplicación dependerá de varios factores, como la concentración de PVC
en la mezcla, la temperatura de procesamiento y las características del asfalto utilizado. En general, el
PVC modifica la reología del asfalto, haciéndolo más viscoso y mejorando su capacidad para resistir el
desgaste y la deformación a altas temperaturas.
Concepto:

26. 6.- Enfriamiento y
endurecimiento:
El asfalto modificado con PVC
se enfría y se endurece, lo que
lleva a la formación de una
superficie duradera y resistente
al tráfico.
4.- Aplicación:
1.- Preparación del
PVC:
El PVC se debe procesar antes
de mezclarlo con el asfalto.
Esto generalmente implica
cortar o triturar el PVC en
trozos pequeños o gránulos
para facilitar su incorporación
en el asfalto.
2.- Preparación del
asfalto:
3.- Mezcla:
Los trozos de PVC o los
gránulos se introducen en el
asfalto líquido caliente y se
mezclan de manera uniforme.
Esto se puede hacer en la
planta de asfalto o en el sitio
de construcción, según las
necesidades del proyecto.
26
Reología del asfalto
modificado 21 de octubre del 2023
El proceso de utilización de P.V.C.
(policloruro de vinilo) como modificador
de asfalto implica varios pasos:
: El asfalto modificado con
PVC se aplica en la superficie
de la carretera o pavimento de
acuerdo con las
especificaciones del proyecto.
Puede ser colocado mediante
diferentes métodos, como
pavimentación en caliente o en
frío, dependiendo de las
condiciones y requerimientos
específicos.
El asfalto se calienta a altas
temperaturas hasta que se
vuelve líquido, lo que lo hace
adecuado para la mezcla con
el PVC. Este proceso se
realiza en una planta de
asfalto.
5- Compactación:
Después de aplicar el asfalto
modificado, se procede a
compactarlo para asegurar una
superficie uniforme y
resistente. Esto se hace
generalmente utilizando
equipos de compactación
pesados, como rodillos
vibratorios.

27. Ensayo de
viscosidad
rotacional
Ensayo de
stripping
Ensayo de
Penetración
Ensayo de
punto de
ablandamiento
Índice de
Penetración
27
Reología del asfalto
modificado
21 de octubre del 2023
Tipos de ensayo del asfalto modificado
con P.V.C. (Policloruro de Vinilo)
Ensayo de
adherencia en
bandeja

28. Comportamiento de un cemento asfaltico
modificado con un desecho de pvc
(policloruro de vinilo)
28 Reología del asfalto modificado 21 de octubre del 2023
Ensayos típicos que
exige según la
especificación del
INVIAS [15],
Metodología usada por los ingenieros:
Ing. Fredy Alberto Reyes Lizcano,
Ing. Catalina Guáqueta Echeona,
Ing. Laura Melissa Porras Salcedo
Ing. Hugo Alexander Rondón
Quintana.

29. Comportamiento de un cemento asfaltico
modificado con un desecho de pvc
(policloruro de vinilo)
29 Reología del asfalto modificado
21 de octubre del 2023
Se mezcló por vía húmeda el
CA y el desecho de PVC en
relaciones de PVC/CA=5, 10,
15, 20 y 25% a una temperatura
de 155 °C con un tiempo de
mezclado de 20 a 40 minutos –
ULTRA TURRAX T50
. Las propiedades reológicas con
un DSR. El módulo complejo de
corte (G*) y el ángulo de fase (δ)
fueron obtenidos bajo
temperaturas intermedias y altas
de servicio del CA: 40, 44, 48, 52,
56, 60 y 64 °C. La frecuencia de
aplicación del esfuerzo de corte de
1.59 Hz
Para evaluar el efecto
del envejecimiento a
corto plazo, de acuerdo
con la especificación
ASTM D-2872, sobre las
propiedades reológicas
de los CA, fueron
ejecutados - RTFOT
PVC/CA=25 % no se
realizaron, debido a que
cuando se realizó el
proceso de mezclado se
notó que la cantidad de
PVC era tan elevada que
impedía que se
desarrollara una mezcla
relativamente homogénea
y el aditivo generaba
grumos en la muestra.
Mezcla
Para evaluar las propiedades físicas
del CA modificado se realizaron
ensayos tales como:
Ensayo de penetración (a la
temperatura estándar de 25 °C)
Ensayo de punto de ablandamiento.
ensayos de viscosidad con el fin de
determinar las temperaturas de
mezcla y compactación

30. Comportamiento de un cemento asfaltico modificado
con un desecho de pvc (policloruro de vinilo)
30 Reología del asfalto modificado 21 de octubre del 2023
Ensayos de penetración y punto de ablandamiento realizados sobre el
CA convencional y modificado.
RESULTADOS Y
DISCUCIÓN
Resistente a la penetración y a fluir, superior con respecto al
convencional
Utilizando
una relación
PVC/CA de
15 %. Con
esta relación
se observa
una
disminución
de 59.2 % y
74.9 % en los
valores de
penetración
con respecto
al CA
convencional
incrementa del punto de
ablandamiento en este
contenido de PVC y CA
es de 36.6 % y 40.4 %.
Se observa
adicionalmente un
incremento en la
penetración y
disminución en el punto
de ablandamiento
cuando se aumenta el
porcentaje de adición de
PVC desde PVC/CA=15
% hasta PVC/CA=20 %.
Este comportamiento se
debe a que la cantidad
de PVC en
PVC/CA=20% es tan
elevada que el aditivo
no se alcanza a disolver
lo suficiente en el CA

31. Comportamiento de un cemento asfaltico modificado
con un desecho de pvc (policloruro de vinilo)
31 Reología del asfalto modificado 21 de octubre del 2023
RESULTADOS Y
DISCUCIÓN
EN LAS PROPIEDADES
REOLOGICAS
presenta la evolución de G* y δ con la temperatura máxima del ensayo (64 °C). Lo ideal a
altas temperaturas para evitar el fenómeno de ahuellamiento de mezclas asfálticas es que
la relación G*/sen(δ) sea lo más alta posible porque lo que se requiere es un material
rígido y elástico (mayor G* y menor δ)
resultados son consistentes con aquellos obtenidos en los ensayos de penetración y
punto de ablandamiento. A medida que incrementa la relación PVC/CA aumenta la
magnitud de G* hasta un valor máximo a partir del cual disminuye, principalmente
porque el desecho de PVC no se alcanza a disolver lo suficiente en el CA. Los
mayores y menores valores de G* y δ, respectivamente, se obtienen cuando se
utilizan relaciones de PVC/CA entre 5 a 10 % para cualquier temperatura de ensayo

32. Comportamiento de un cemento asfaltico modificado
con un desecho de pvc (policloruro de vinilo)
32 Reología del asfalto modificado 21 de octubre del 2023
Se recomienda la modificación de CA con desecho de PVC en
zonas con condiciones de temperaturas medias anuales
promedios (TMAP) altas. El incremento en viscosidad y rigidez
del ligante, y la evolución de los parámetros reológicos con el
porcentaje de aditivo y la temperatura permiten prever su
utilización en vías para altos volúmenes de tránsito y/o zonas con
TMAP elevadas donde se presenten problemas de ahuellamiento.
RESULTADOS Y
DISCUCIÓN
Recomendaciones

33. POLVO DE CAUCHO
RECICLADO
33 Reología del asfalto modificado 21 de octubre del 2023
 El empleo de caucho reciclado de
neumáticos fuera de uso, en el ligante
asfáltico, es una alternativa de solución a la
problemática medioambiental que genera el
desecho de los neumáticos
 El presente trabajo tiene por objetivo
evaluar el comportamiento reológico de
ligantes asfalticos modificados con bajo
contenido de caucho molido de neumáticos,
para ello se realizaron ensayos reológicos
de cuatro ligantes asfálticos: un ligante
asfáltico blando, utilizado como asfalto
base, de penetración 85/100 con PG 58-28,
y tres ligantes asfálticos modificados con
distintos contenido de polvo de caucho
reciclado.
Como se realizara el analisis
Consideraciones Ambientales

34. Reómetro de
corte dinámico
Ensayo Creep
repetitivo Multi-
esfuerzos
(MSCR)
Viscosímetro
rotacional
Envejecimiento
a corto plazo
RTFOT
Envejecimiento
a largo plazo
RTFOT + PAV
34
Reología del asfalto
modificado
21 de octubre del 2023
Tipos de ensayo Polvo de Caucho
Reciclado

35. La Reología Polvo de Caucho
Reciclado
35 Reología del asfalto modificado 21 de octubre 2023
 Mediante el ensayo de DSR se miden dos parámetros: el módulo complejo de corte (G*) y
ángulo de fase (δ). G* puede ser considerado como la resistencia del ligante asfáltico a
deformarse por esfuerzos de corte repetidos, mientras que δ es el desfase entre el esfuerzo
cortante aplicado y la deformación de corte resultante durante el ensayo.
 Con el fin de evitar ahuellamiento en una mezcla asfáltica, el ligante asfáltico debe ser lo
suficientemente rígido (bajo corte) y elástico, por lo tanto, la relación G*/senδ debe ser grande.
G*/senδ debe ser como mínimo 1 kPa para ligante virgen y 2.2 kPa para un ligante con
envejecimiento en RTFOT.
 Para evitar agrietamiento por fatiga, la mezcla debe ser elástica pero no tan rígida hasta que
se fragilice (la rigidez debe ser la suficiente para que la mezcla experimente un
comportamiento dúctil); por lo tanto, G*sinδ debe ser mínima. Como máximo se admite
G*senδ=5000 kPa
Concepto:

36. Análisis reológico
5 de noviembre de
2023
Revisión anual
36
Fuente: Asociación uruguaya de caminos

37. Análisis reológico (Ensayo Multiple
Stress Creep Recovery - MSCR)
5 de noviembre de
2023
Revisión anual
37
Fuente: Asociación uruguaya de caminos
El ensayo mide la respuesta elástica en un ligante asfáltico sometido a un esfuerzo
cortante y recuperación.

38. Resultado de ensayos
(comparación de resultados)
38 Reología del asfalto
modificado
21 de octubre del 2023
• De las propiedades empíricas de los asfaltos previo al RTFOT, se puede destacar que el asfalto con
10% de PCR, tiene mejor desempeño, alcanzando a mejorar su recuperación elástica lineal en
1054%.
• El G*/senδ se incrementó considerablemente con la modificación del asfalto. A mayor contenido de
PCR se pudo obtener mayor G*/senδ, el cual indica que el PCR, hace que el asfalto mejore su
desempeño frente al ahuellamiento.
• El G*x senδ se redujo considerablemente con la modificación del asfalto. Obteniendo valores muy
por debajo de los 5000kpa, lo cual indica que el PCR, hace que el asfalto mejore considerablemente
su desempeño frente al agrietamiento por fatiga.
• Los Jnr a 3.2 kPa obtenidos, en las tres modificaciones de asfalto, nos indican que se logró conseguir
deformaciones no recuperables bastante pequeñas, lo cual se traduce a una alta respuesta a la
recuperación elástica, por lo tanto, los asfaltos modificados obtenidos son más resistente a la
deformación permanente.

39. Gracias