ISSN 0798 1015

Vol. 40 (Nº 34) Año 2019. Pág. 12

Viabilidad de uso del asfalto caucho en la región de Tunja, Colombia

Feasibility of using asphalt rubber in the Tunja region, Colombia

ALARCÓN, José R. 1; CAMACHO, Deicy M. 2 & HERREÑO, Ingrid J. 3

Recibido: 13/06/2019 • Aprobado: 20/09/2019 • Publicado 07/10/2019

Contenido

1. Introducción

2. Metodología

3. Resultados

4. Conclusiones

Referencias bibliográficas

1. Introducción

En los últimos años uno de los problemas que afecta al mundo son los neumáticos fuera de uso, una vez que generan contaminación ambiental y en épocas de lluvia son refugio de insectos que pueden transmitir enfermedades; otro problema es la contaminación visual que degrada la imagen de las comunidades. Por lo anterior surge la necesidad de darles un uso razonable, uno de ellos puede ser el de modificadores de asfaltos en proyectos viales.

Los requerimientos de la infraestructura vial en Colombia crean la necesidad de investigar en busca de nuevos materiales o de mejorar la calidad de los existentes y así hacer que las estructuras de pavimentos tengan una mayor vida útil con un adecuado comportamiento funcional y estructural, para un mejor servicio a los usuarios y a la economía nacional. Al respecto se han realizado diversas investigaciones que buscan mejorar las capacidades físico – mecánicas de las mezclas asfálticas, usando modificadores que aumenten su capacidad de resistencia y durabilidad, y sean amigables con el medio ambiente.

El resultado de investigaciones del uso del caucho de llanta para modificar asfalto convencional y producir mezclas asfálticas para pavimentos, muestran que se consigue mayor resistencia a la deformabilidad del asfalto mejorando las propiedades mecánicas de las mezclas y por ende más durables. (Angulo y Duarte, 2005); (Ramírez, 2006); (Rondón, 2011); (Rondón, Molano y Tenjo, 2017); (Alcaldía mayor de Bogotá, Instituto de Desarrollo Urbano, 2002); (Yung, 2013); (Villamizar, Ladino y Ramírez, 2014); (Díaz y Castro, 2017); (Imran, Khan, Majed, Alhussain y Almansoor, 2016); (Wulandari y Tjandra, 2017). La adición de caucho, ya sea el proceso en seco o húmedo, exige mayores cantidades de cemento asfáltico respecto a asfaltos convencionales. (Ramírez, 2006); (Dromos Pavimentos S.A., 2014). Requiere mayor temperatura de mezclado, genera mayor estabilidad. (Peña, 2007); (Clavijo y Aranda, 2014).

La utilización del caucho trae beneficios ambientales al valorizar un desecho como son los neumáticos y solucionar el problema de la disposición final de ellos, disminuyendo la contaminación (Ramírez, 2006); (Rondón, 2011); (Imran, Khan, Majed, Alhussain y Almansoor, 2016). Sin recurrir a análisis exhaustivos de costos, se puede apreciar que los beneficios monetarios son notorios, partiendo del aumento de la vida útil de los pavimentos, menor mantenimiento por fallas mecánicas, sustitución de materiales, sin embargo, estos ahorros son reflejados a largo plazo. (Rondón, 2011); (Díaz y Castro, 2017); (Diez, Vásquez y Simona, 2018); (Pereda y Cubas, 2015); (Contreras y Delgado, 2017); (Martínez et al,. 2018).

El uso de mezclas modificadas no altera los procedimientos comunes usados en los trabajos de pavimentación. (Pereda y Cubas, 2015). Los valores de módulos dinámicos señalan menos susceptibilidad térmica de la mezcla con asfalto modificado con grano caucho lo cual favorece que no haya riesgo de deformabilidad a elevadas temperaturas. (Barreto, 2106). Se considera que el proceso por vía húmeda da mejores resultados en cuanto a interacción de la mezcla, una vez que el ligante asfáltico se compenetra en mejor forma con el caucho, a cierta temperatura y un tiempo de digestión determinado. (Contreras y Delgado, 2017).

En el presente estudio se quiere responder a la pregunta: ¿es viable el uso del asfalto caucho en la región de Tunja?, para lo cual se caracterizó los materiales y se diseñó mezclas asfálticas convencionales y modificadas con asfalto caucho por las metodologías Marshall y Ramcodes y se analizaron, los resultados, desde el punto de vista técnico, medioambiental y económico. Igualmente se realizó un análisis de costos de las dos alternativas.

La investigación se realizó en tres etapas, en la primera se caracterizó física y mecánicamente el material granular, el asfalto base y el asfalto caucho. En la segunda etapa se diseñó las mezclas asfálticas convencional y modificada con asfalto caucho vía húmeda por las metodologías Marshall y Ramcodes y se determinó sus propiedades mecánicas. En la tercera etapa se analizan los resultados obtenidos, desde el punto de vista técnico, medioambiental y económico para determinar la viabilidad de uso del asfalto caucho para fabricar mezclas asfálticas para estructuras de pavimentos con materiales de la región de Tunja.

3.1. Caracterización de materiales pétreos

Los agregados pétreos empleados para la ejecución de cualquier mezcla bituminosa, deberán poseer una naturaleza tal que, al aplicarle una capa de material asfáltico, éste no se desprenda por la acción del agua y del tránsito y así proporcionar una buena adhesividad. (Higuera, 2010).

El agregado pétreo proviene de la cantera Agregados Santa Lucia localizada en el municipio de Cucaita. Se caracterizó los materiales para conocer sus bondades como agregados para mezclas asfálticas a la luz de las Especificaciones Generales de Construcción de Carreteras del INVIAS. (Instituto Nacional de Vías (INVIAS), 2013).  

3.1.1. Granulometría (INV E-213)

La gradación de los agregados es un factor importante que influye en la deformación permanente de mezclas asfálticas en caliente. (Delgado, Garnica, Villatoro y Rodríguez, 2006). Los materiales granulares naturales a usar, no cumplen con la franja granulométrica especificada por el INVIAS, como se observa en la Figura 1.

Figura 1
Granulometría agregado cantera Santa Lucía y especificación INVIAS

Fuente: elaboración propia

3.1.2. Resistencia al desgaste en la máquina de los ángeles (INV E-218)

El ensayo representa el desgaste sufrido por los agregados durante el proceso de fabricación de la mezcla asfáltica y la posterior compactación en obra al utilizarse equipos pesados. Este ensayo se ha usado ampliamente como un indicador de la calidad relativa o la competencia de diferentes fuentes de agregados pétreos de similares composiciones mineralógicas. Aspectos de la realización del ensayo se muestra en la Figura 2.

Figura 2
Ensayo de Desgaste en la Máquina de los Ángeles

Fuente: elaboración propia.

3.1.3. Índice de aplanamiento y alargamiento (INV-E 240)

Las partículas planas o alargadas de agregados, pueden interferir en la consolidación y traer dificultades para colocar los materiales. El mejor comportamiento de los agregados para la construcción de pavimentos se consigue cuando la forma de sus partículas tiende a la cubicidad, de lo contrario, tratan de apoyarse sobre su mayor dimensión, dando lugar a debilidades en la capa construida con ellas. Además, estas partículas tienden a partirse, alterando la granulometría y la estabilidad de la mezcla de la cual hace parte. (Sánchez, 1991).

3.1.4. Ensayo de equivalente de arena (INV-E 133)

Este ensayo busca determinar la proporción de polvo nocivo, o material arcilloso presente en los agregados finos, separando estos materiales por medio de un agente floculante que genera que las arenas pierdan la cobertura arcillosa, posteriormente por sedimentación se determinan las alturas de arena y arcilla presentes en la muestra. (Bravo y Moncayo, 2013). Aspectos de la realización del ensayo se muestra en la Figura 3.

Figura 3
Ensayo equivalente de arena

Fuente: elaboración propia

En el Tabla 1 se presenta el resumen de los ensayos de caracterización de agregados pétreos y la comparación con las especificaciones INVIAS, para mezclas asfálticas en caliente de gradación continua y para un nivel de tránsito NT2.

3.2. Caracterización material asfáltico

El asfalto base utilizado proviene de Barrancabermeja y el asfalto modificado de Manufacturas y Procesos Industriales Ltda (MPI), la cual produce un ligante hidrocarbonado resultante de la interacción fisicoquímica de un cemento asfáltico especial con el Grano de Caucho Reciclado (GCR) proveniente de llantas en desuso, en cantidades del 15% al 20%, para tener una gran flexibilidad en un rango amplio de temperaturas, alta resistencia a la deformación plástica, menor envejecimiento y una baja susceptibilidad térmica. (Manufacturas y Procesos Industriales (MPI), 2013).

Tabla 1
Resumen ensayos de caracterización
de agregados pétreos

Fuente: elaboración propia

El resumen de los ensayos de caracterización del asfalto utilizado en el presente estudio se muestra en las Tablas  2 y 3.

Tabla 2
Caracterización del cemento asfáltico base

Fuente: elaboración propia

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Tabla 3
Caracterización asfalto caucho

Fuente: elaboración propia

3.3. Diseño de mezclas

En los últimos años uno de los grandes problemas que afecta al mundo son los neumáticos fuera de uso, ya que son causa de contaminación que llevan a enfermedades respiratorias, visuales, incendios, el mal uso del espacio público, entre otros. Por esto surge, la necesidad de darle un uso razonable. El Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible en la resolución 1326 de 2017, fomenta el aprovechamiento de llantas usadas, con el fin de prevenir y controlar la degradación del ambiente. (Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, 2017). Estudios e investigaciones se han desarrollado en el mundo con el fin de evaluar la forma como pueden ser reutilizados estos materiales una vez han sido usados y desechados, una de la más utilizadas es la de usar el grano de llanta de neumático molido o triturado para modificar las propiedades del cemento asfáltico y/o mezclas asfálticas. (Rondón, 2011).

Dentro de las características de este material, se encuentra su adecuada disposición y reutilización a partir un gran número de llantas desechadas, su resistencia a la deformación y fatiga en vías y carreteras. (Manufacturas y Procesos Industriales (MPI), 2013); (Wang, Cheng y Xiao, 2017).

Por lo anterior, se diseñó una mezcla con asfalto convencional y una mezcla con asfalto modificado con grano de caucho reciclado. El diseño de la mezcla se ajustó a la franja central de las especificaciones INVIAS. (Instituto Nacional de Vías (INVIAS), 2013), en proporción 43% de agregado grueso y 57% de agregado fino, como se muestra en la Figura 4.

Figura 4
Franja granulométrica ajustada

Fuente: elaboración propia

Para la evaluación técnica se utilizó las metodologías Marshall y Ramcodes y el ensayo NAT. El diseño experimental se muestra en la Tabla 4

3.3.1. Metodología Marshall

Para la elaboración de las briquetas se siguió el procedimiento descrito en la norma INVE-E -748. (Instituto Nacional de Vías (INVIAS), 2013), desarrollando el diseño experimental establecido.

Tabla 4
Diseño experimental del estudio

Fuente: elaboración propia

Mezcla y compactación de las briquetas para mezcla modificada

La temperatura de mezclado fue 175 °C y la de compactación 155°C, las cuales fueron suministradas por la planta productora de asfalto MPI. (Manufacturas y Procesos Industriales (MPI), 2013), las briquetas se muestran en la Figura 5.

Figura 5
Briquetas Marshall mezcla modificada

Fuente: elaboración propia

Determinación de la estabilidad y el flujo

Las briquetas se ensayaron en la prensa Marshall aplicando carga constante hasta la falla con máxima carga y su correspondiente valor de flujo, como se observa en la Figura 6.

Figura 6
Determinación de la estabilidad y el flujo

Fuente: elaboración propia

Ensayo James Rice

Este ensayo se realizó para cada uno de los porcentajes de asfalto para determinar el peso específico máximo teórico de cada briqueta. En la Figura 7 se muestra el material de ensayo.

Figura 7
Material para ensayo James Rice

Fuente: elaboración propia

Determinación del óptimo de asfalto

El contenido de asfalto de una mezcla en particular es establecido usando los criterios descritos por el método de diseño seleccionado y depende en gran medida de su granulometría y la capacidad de absorción del agregado. Si en una granulometría el porcentaje de finos es considerablemente alto, el área superficial total será mayor, requiriendo así mayor cantidad de asfalto para cubrir todas las partículas. Las mezclas gruesas exigen menos asfalto debido a que el área superficial total es menor. (Castañeda, Escobar y López, 2012).

Con los porcentajes óptimos de asfalto obtenidos para las dos mezclas, se chequearon las variables propuestas en las especificaciones INVIAS, los resultados se muestran en la Tabla 5.

Tabla 5
Resumen y cumplimiento de los
parámetros para óptimo de asfalto

Fuente: elaboración propia

3.3.2. Metodología Ramcodes

El objetivo es diseñar y controlar geomateriales compactados, tales como suelos y mezclas asfálticas. (Sánchez, Garnica, Gómez y Pérez, 2002). En la Tabla 6 se muestra el resultado obtenido por esta metodología.

Tabla 6
Porcentaje óptimo de
asfalto por Ramcodes

Fuente: elaboración propia

3.3.3. Análisis de variables

Contenido óptimo de asfalto

La metodología tradicional de control de compactación de mezclas asfálticas, basada en la obtención de un determinado nivel de densificación y de verificar un contenido óptimo de asfalto, no permite controlar todos los parámetros de especificación, con lo que se pueden cometer errores de aceptación de lotes defectuosos, o el rechazo de lotes buenos. Ramcodes promueve la incorporación de todas las especificaciones en los criterios de control de campo, mediante la representación de los estados en el espacio de contenido de asfalto (CA) y el peso específico bulk (Gmb). Este nuevo enfoque tiene aplicaciones en el diseño, el control en campo y la variabilidad de la producción y evaluar sus implicaciones en las propiedades de la mezcla. (Sánchez, Garnica, Gómez y Pérez, 2002).

En este caso en particular y para la mezcla convencional y modificada con asfalto caucho, el contenido óptimo de asfalto por la metodología Ramcodes es más alto que por el método Marshall, esto se debe, posiblemente, a la diferencia de criterios que usa cada metodología para su determinación. 

Vacíos de aire (V)

Los vacíos de aire están presentes entre los agregados revestidos de asfalto en la mezcla compactada y son pequeños espacios de aire. La permeabilidad de una mezcla asfáltica tiene relación con la durabilidad de un pavimento asfáltico. A mayor permeabilidad, mayor contenido de vacíos; permitiendo el paso a través de la mezcla del agua y el aire causando un deterioro irreversible a la carpeta asfáltica. Por otra parte, un bajo contenido de vacíos, tiende a producir exudación de asfalto. (Castañeda, Escobar y López, 2012).

La contravención de las especificaciones de vacíos puede acarrear problemas a la mezcla de ahuellamientos, envejecimiento prematuro, fragilidad, exudación, deformaciones excesivas en el pavimento y falta de resistencia. (Sánchez, Garnica, Gómez y Pérez, 2002). Altos contenidos de vacíos se asocian con mezclas con alta permeabilidad; al permitir la circulación de aire y agua a través del pavimento pueden ocasionar endurecimiento prematuro del asfalto, desprendimiento del agregado, o posible desprendimiento del asfalto en el agregado. (Garnica, Delgado, Gómez, Romero y Alarcón, 2004).

Es importante que las mezclas densas contengan un determinado porcentaje de vacíos, para el caso de mezclas modificadas con grano de caucho reciclado las especificaciones INVIAS, indican que debe ser del 3% al 5% para un nivel de tránsito NT2, es decir los vacíos de la mezcla diseñada están en el límite superior (5.0%), lo que puede redundar en menor duración de la carpeta. Sin embargo, hay que tener en cuenta que en campo se le puede dar a la carpeta cierta densidad para que la relación de está con respecto al contenido de vacíos sea la óptima.

Vacíos en el agregado mineral (VMA)

Estos son los espacios de aire que existen entre las partículas de agregado y los espacios que están llenos de asfalto en una mezcla asfáltica compactada, es decir, son el espacio disponible para acomodar el volumen efectivo de asfalto y el volumen de vacíos necesarios en la mezcla. Hay que tener en cuenta que entre más gruesa sea la película de asfalto que cubre las partículas de agregado se obtiene mayor durabilidad de una mezcla. (Castañeda, Escobar y López, 2012).

Teniendo en cuenta lo anterior, el INVIAS en sus especificaciones recomienda mínimo 14%, valor que se cumple para las mezclas diseñadas, lo que hace prever que son mezclas durables desde este punto de vista.

Vacíos llenos de asfalto (VFA)

Son el porcentaje de vacíos intergranulares entre las partículas de agregado (VMA) que se encuentran llenos de asfalto. (Castañeda, Escobar y López, 2012).

Para la mezcla convencional diseñada las especificaciones INVIAS, indican que el porcentaje de vacíos llenos de asfalto debe estar entre 65% y 78%, es decir cumple (70%) y para la mezcla modificada la especificación solo advierte que se debe reportar, en este caso fue de 62%.

Estabilidad

Es la capacidad de una mezcla asfáltica de resistir desplazamiento y deformación bajo las cargas impuestas por el tránsito. La carpeta asfáltica debe de ser capaz de mantener su forma y textura ante las secuencias de carga que a diario le son impuestas. La fricción interna depende de la textura superficial, granulometría del agregado, forma de las partículas, densidad de la mezcla, y del contenido y tipo de asfalto. (Castañeda, Escobar y López, 2012). Las dos mezclas diseñadas cumplen satisfactoria y ampliamente por estabilidad, aspecto que hace pensar en que el comportamiento de la mezcla en servicio no tendrá problemas de ahuellamiento, desplazamiento o exudación del asfalto. Sin embargo, por ser la estabilidad, un poco alta, la mezcla puede ser susceptible al agrietamiento por fatiga. (Garnica, Delgado y Sandoval, 2005).

Flujo

En el diseño de mezclas asfálticas por el método Marshall el valor de flujo depende del grado de fricción interna y del porcentaje de asfalto de diseño.  La estabilidad de la mezcla asfáltica y el flujo, son los parámetros que se asocian directamente con la resistencia de la mezcla asfáltica a la deformación plástica.  (Garnica, Delgado, Gómez, Romero y Alarcón, 2004). Para la mezcla modificada con grano de caucho planteada en el presente estudio el flujo fue de 4.8 mm, está dentro el rango recomendado en las especificaciones INVIAS, (2.5mm – 5.5mm), sin embargo, es un poco alto por lo que la mezcla sería susceptible a la deformación o abultamiento bajo las cargas impuestas.

Módulos dinámicos

Los módulos dinámicos se realizaron con base en la norma INV-E 749, y mediante el uso del equipo Nottingham Asphalt Tester (NAT). (Dussan y Flautero, 2005). Acorde con las especificaciones el ensayo de módulo dinámico se realizó para temperaturas de 5º, 20º y 40º C, y con una frecuencia de 10 Hertz y por duplicado. Antes del ensayo, las briquetas fueron llevadas a la cámara de temperatura del NAT por un tiempo de dos horas hasta alcanzar la temperatura adecuada. En la Tabla 7 se presentan los resultados de los módulos dinámicos.

Tabla 7
Resultados del ensayo de módulos
dinámicos mediante el equipo NAT

Fuente: elaboración propia

El comportamiento de los módulos dinámicos de las mezclas convencional y modificada con asfalto caucho se puede observar en las Figuras 8 y 9.

Figura 8
Módulos dinámicos para mezcla convencional

Fuente: elaboración propia

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Figura 9
Módulos dinámicos para mezcla modificada

Fuente: elaboración propia

Para la región de Tunja y teniendo en cuenta la temperatura media anual, los módulos dinámicos serían 5.500 Mpa y 4.500 Mpa para la mezcla convencional y modificada respectivamente, mayores a los reseñados por (Tibatá y Walteros, 2008) para las plantas productoras de mezclas asfálticas en Tunja.

3.4. Uso de las mezclas asfálticas fabricadas con asfalto caucho

Analizando los parámetros mecánicos obtenidos para la mezcla diseñada con asfalto caucho, se determina que cumple con las exigencias de las especificaciones INVIAS para una capa de rodadura y nivel de tránsito NT2. De otro lado se sabe que el uso de mezclas asfálticas modificadas con asfalto caucho posee varias ventajas. (Rondón, 2011). Entre estas: aumenta la resistencia al envejecimiento y oxidación del ligante asfáltico, aumenta la resistencia de la mezcla al agrietamiento por bajas temperaturas, disminuye la susceptibilidad térmica del asfalto, aumenta la resistencia a la humedad, aumento de la elasticidad del ligante, mayor resistencia al desgaste por abrasión, mejoras las propiedades reológicas del asfalto, menor espesor de capa asfáltica, ayuda a disminuir el impacto ambiental negativo que producen las llantas usadas, mezclas más durables y por lo tanto con menor necesidad de mantenimiento. Por lo tanto, el uso que se le podría dar a esta mezcla asfáltica en el área de influencia de Tunja, es para la construcción en capas de rodadura o capas inferiores.

3.4.1. Factibilidad económica

Se realizó un análisis comparativo de precios unitarios de las dos mezclas; para la mezcla convencional se tomó el valor del Instituto Nacional de Vías para la Regional Boyacá y se realizó el APU para la mezcla modificada con asalto caucho, los resultados se muestran en la Tabla 8, en la cual se observa que la mezcla con asfalto caucho es, inicialmente, el 15% más costosa que una mezcla con asfalto convencional.

Tabla 8
Precios unitarios de las mezclas año 2018

Fuente: elaboración propia

Sin embargo, hay que tener presente que, al realizar el análisis de precios no se tuvo en cuenta el comportamiento y ventajas durante la vida útil de cada mezcla, en cuanto a costos de mantenimiento, aspectos ambientales y técnicos, resistencia al envejecimiento, entre otros, aspectos que según (Díaz y Castro, 2017), son ventaja de las mezclas modificadas con respecto a las mezclas convencionales a largo plazo.

3.4.2. Análisis ambiental

Uno de los principales objetivos de fabricar mezclas modificadas con asfalto caucho es recolectar y usar los neumáticos fuera de uso. Lo anterior si se tiene en cuenta las amplias estadísticas de producción de llantas a nivel mundial, algunas de las cuales se reseña a continuación. (Rondón, 2011). Aproximadamente 300 millones de llantas de neumático son desechadas anualmente en los Estados Unidos, en Puerto Rico se produce 1 neumático/habitante/año, en Brasil se producen anualmente cerca de 45 millones de llantas, en México se estima un desecho de 1/4 de llanta por habitante por año, en Colombia se producen 18.000 toneladas de neumáticos como desecho al año. Colombia cuenta con políticas establecidas, según el ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible mediante resolución 1326 del 2017, se establece los sistemas de recolección selectiva y gestión ambiental de llantas usadas, a cargo de los productores de llantas, la obligación de formular, presentar e implementar los sistemas de recolección selectiva y gestión ambiental de llantas usadas, con el propósito de prevenir y controlar la degradación del ambiente. (Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, 2017). En Bogotá, mediante la resolución 6981 de 2011. (Alcaldía Mayor de Bogotá, 2011), se dictan lineamientos para el aprovechamiento de llantas y neumáticos usados, y llantas no conformes en el distrito capital.

Por las razones descritas anteriormente y bajo la normatividad establecida para Colombia, reciclar las llantas es una manera de beneficiar a las personas y sobretodo el medio ambiente y de esta manera generar cambios positivos para todos los seres vivos.

Según el tiempo, (Gómez, 2016), desde el año 2016, las llantas viejas desechadas tendrán un destino menos contaminante, inadecuado y peligroso que los separadores de las avenidas, las canales y su indebido amontonamiento en bodegas: se emplearán más como insumo en la construcción de carreteras nacionales y regionales. El aprovechamiento de este producto aumentará en el país como efecto de las decisiones tomadas por la Vicepresidencia de la República, el Ministerio de Ambiente, el Instituto Nacional de Vías (INVIAS) y la Agencia Nacional de Infraestructura (ANI), de impulsar, lo que llaman técnicamente, la utilización de la mezcla asfáltica modificada con gránulo de caucho reciclado (GCR) en la pavimentación de los corredores viales del país.

La caracterización del asfalto modificado con goma de neumático realizada en el estudio, mediante los ensayos de penetración, ductilidad, peso específico, viscosidad, punto de ignición y llama, son similares a los resultados de caracterización proporcionados por la empresa Manufacturas y Procesos Industriales (MPI) y a su vez cumplen con los parámetros establecidos por el Instituto Nacional de Vías en sus especificaciones generales de construcción.

La caracterización de los materiales granulares provenientes de la cantera Santa Lucia indica que son aptos para la fabricación de mezclas asfálticas, una vez que cumplen con los requisitos de las especificaciones del Instituto Nacional de Vías. No obstante, es de tener presente que la granulometría a usar es el resultado de la mezcla de dos materiales, hecho significativo en el proceso de fabricación de la mezcla asfáltica, especialmente en lo referente a la precisión en la dosificación y los métodos usados para ello.

Respecto al contenido óptimo de asfalto de la mezcla modificada, existe diferencia significativa en los resultados obtenidos por las metodologías Marshall y Ramcodes, 5.4 % 6.5% respectivamente, las causas posibles pueden ser la diferencia de criterio de los dos métodos para obtener dicho parámetro. Sin embargo, es un dato que se debe verificar a la hora de tomar la decisión de utilizar este tipo de mezcla, pues se sabe que el porcentaje óptimo de asfalto es fundamental en el comportamiento de la mezcla en servicio.

Al realizar el análisis económico comparativo para las mezclas convencional y modificada, se encuentra que la mezcla modificada es el 15% más costosa respecto a la convencional, esto desde el punto de vista de costos iniciales, es decir sin tener en cuenta los beneficios a largo plazo de la mezcla modificada.

Para el área de influencia de la región de Tunja y con una temperatura media anual de 13°C, los módulos dinámicos serían 5.500 Mpa y 4.500 Mpa para la mezcla convencional y modificada respectivamente. Por tanto, es factible utilizar el asfalto caucho en esta zona, aun cuando el módulo dinámico es menor al de la mezcla convencional diseñada en este estudio, es superior al de muchas mezclas convencionales usadas en la zona y teniendo en cuenta las bondades, a largo plazo, del asfalto caucho.

El uso que se le podría dar a la mezcla fabricada con asfalto caucho en el área de influencia de Tunja es para la construcción de capas de rodadura o dn capas inferiores de una estructura de pavimento flexible y para un nivel de tránsito NT-2.

Sería importante realizar tramos de prueba en los alrededores de la ciudad de Tunja y evaluar el comportamiento de la mezcla en servicio, esto arrojaría luces al respecto, y los posibles ajustes que se deben implementar.

Alcaldía mayor de Bogotá. (2002). Estudio de las mejoras mecánicas de mezclas asfálticas con desechos de llantas. Recuperado de https://www.idu.gov.co/web/content/ 7460/mejoras_mecanicas_mezclas_asfalticas_desechos_llantas.pdf.

Alcaldía Mayor de Bogotá. (2011). Resolución 6981. Por la cual se dictan lineamientos para el aprovechamiento de llantas y neumáticos usados, y llantas no conforme en el Distrito Capital. Bogotá, Colombia.

Angulo, R. & Duarte, J. (2005). Modificación de un asfalto con caucho reciclado de llanta para su aplicación en pavimentos (tesis de pregrado). Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Colombia.

Barreto, N. (2106). Caracterización de diseño mezcla asfaltico MDC-19, mezcla asfáltica asfalto modificado con grano caucho de llanta GCR y mezcla asfáltica GCR con polímeros (tesis de especialización). Universidad Militar Nueva Granada, Bogotá. Colombia.

Bravo, J. & Moncayo, C. (2013). Caracterización física de los agregados pétreos de la cantera Agresur vereda San José municipio de Funes, departamento de Nariño y obtención del porcentaje óptimo de asfalto para el diseño de la mezcla asfáltica mediante el “método Marshall” (tesis de especialización). Universidad de Nariño, San Juan de Pasto, Colombia.

Castañeda, C., Escobar, G. & López, L. (2012). Aplicación del método Marshall y granulometría Superpave en el diseño de mezclas asfálticas en caliente con asfalto clasificación grado de desempeño (tesis de pregrado). universidad de el Salvador. San Salvador.

Clavijo, C. y Aranda, C. (2014). Análisis del comportamiento físico - mecánico de una mezcla densa en caliente tipo MDC-2 modificada con caucho y cuero en porcentajes (25%, 75%) respectivamente, para el V congreso internacional de ingeniería civil USTA-Tunja. Tunja, Colombia.

Contreras, K, & Delgado, A. (2017). Análisis costo-beneficio basado en el ciclo de vida útil de mezclas de asfalto modificado con polvo de caucho en la capa de rodadura (tesis de pregrado).  Escuela Superior Politécnica del Litoral, Guayaquil, Ecuador.

Delgado, H., Garnica, P., Villatoro, G. y Rodríguez G. (2006). Influencia de la granulometría en las propiedades volumétricas de la mezcla asfáltica. Sanfandila, México.

Díaz, C. y Castro, L. (2017). Implementación del grano de caucho reciclado (GCR) proveniente de llantas usadas para mejorar las mezclas asfálticas y garantizar pavimentos sostenibles en Bogotá. Universidad Santo Tomás, Bogotá, Colombia. 

Diez, J., Vásquez, J, y Simona, M. (2018). Viabilidad de la implementación del asfalto caucho a partir de un diseño de mezcla de MPI en Procopal S.A.  Universidad EAFIT, Medellín, Colombia.

Dromos Pavimentos S.A. (2014). Diseño mezcla asfáltica en caliente tipo I con asfalto modificado con grano de caucho reciclado de llantas (GCR) marca Incoasfaltos. Recuperado de http://www.bdigital.unal.edu.co/51403/17/DISE%C3%91O%20DE% 20MEZCLA%20IDU%20TIPO%20I%20-%20DROMOS%20PAVIMENTOS%20(VF).pdf.

Dussan, E. y Flautero, F. (2005). Automatización de ensayos dinámicos del laboratorio de pavimentos en el Equipo NAT (Nottingham Asphalt Tester) (tesis de pregrado). Pontificia Universidad Javeriana, Bogotá.

Garnica, P., Delgado, H. y Sandoval, C. (2005). Análisis comparativo de los métodos Marshall y Superpave para compactación de mezclas asfálticas. Sanfandila, México.

Garnica, P., Delgado, H., Gómez, J., Romero, S. y Alarcón, H. (2004). Aspectos del diseño volumétrico de mezclas asfálticas. Sanfandila, México.

Gómez, L. (2016). Comienza era de vías que se harán con llantas usadas. El Tiempo. Recuperado de: https://www.eltiempo.com/archivo/doc.

Higuera, C.  (2010). Nociones sobre métodos de diseño de estructuras de pavimentos de carreteras, principios fundamentales, el tránsito, factores climáticos y geotecnia vial.  Tunja, Colombia.

Imran, M. Khan, S., Majed, A., Alhussain, F. y Almansoor, F. (2016). Asphalt design using recycled plastic and crumb-rubber waste for sustainable pavement construction Procedia Engineering 145, 1557–1564. doi: 10.1016/j.proeng.2016.04.196.

Instituto Nacional de Vías (INVIAS). (2013). Especificaciones generales de construcción de carreteras. Bogotá, Colombia.

Instituto Nacional de Vías (INVIAS). (2013). Normas de ensayo de materiales para carreteras. Bogotá, Colombia.

Instituto Nacional de Vías (INVIAS). (2013). Mezclas asfálticas en caliente con cemento asfáltico modificado con grano de caucho reciclado (GCR) artículo 467-13 particular. Bogotá, Colombia.

López, N. (2015). Evaluación del estado de la mezcla asfáltica en servicio de un pavimento rehabilitado que presentó afectaciones de tipo deformación (tesis de especialización). Universidad Católica de Colombia, Bogotá, Colombia.

Manufacturas y Procesos Industriales (MPI). (2013). Fichas técnicas asfalto modificado con grano de caucho reciclado (GCR). Bucaramanga, Colombia.

Martínez, G., Caicedo, B., González, D., Celis, L., Fuentes, L. y Torres, V. (2018). Trece años de continuo desarrollo con mezclas asfálticas modificadas con grano de caucho reciclado en Bogotá: logrando sostenibilidad en pavimentos. Revista Ingeniería de Construcción, 33 (1), 41-50.

Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. (2017). Resolución 1326, Por la cual se establecen los sistemas de recolección selectiva y gestión ambiental de llantas usadas y se dictan otras disposiciones". Bogotá, Colombia.

Peña, E. (2007). Análisis comparativo del diseño de mezclas asfálticas mdc-2 con asfalto original y modificado con polímeros por los métodos Marshall y Superpave (tesis de pregrado). Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Colombia.

Pereda, D. & Cubas, N.  (2015). Investigación de los asfaltos modificados con el uso de caucho reciclado de llantas y su comparación técnico-económico con los asfaltos convencionales (tesis de pregrado). Universidad Antenor Orrego, Trujillo, Perú.

Ramírez, N. (2006). Estudio de la utilización de caucho de neumáticos en mezclas asfálticas en caliente mediante proceso seco (tesis de pregrado). Universidad de Chile, Santiago, Chile.

Rondón, H. (2011). Mezclas asfálticas modificadas con grano de caucho de llanta, estado del conocimiento y análisis de Utilización en Colombia. VI jornadas de pavimentos y mantenimiento vial. Scielo, 1-12. Recuperado de https://es.slideshare.net/alexa842003/articulo-asfalto-caucho.

Rondón, H., Molano, Y., y Tenjo, M. (2012). Influencia de la temperatura de compactación sobre la resistencia bajo carga monotónica de mezclas asfálticas modificadas con grano de caucho reciclado de llantas. Tecno Lógicas, (29), 13-31.

Sánchez, F. (1991). Manual para el control de calidad en la construcción de pavimentos flexibles. Simposio Colombiano sobre Ingeniería de Pavimentos. Popayán, Colombia. 

Sánchez, F., Garnica, P., Gómez, J. y Pérez, N. (2002). RAMCODES: metodología racional para el análisis de densificación y resistencia de geomateriales compactados. Sanfandila. México.

TIbatá, H. y Walteros, R. (2008). Diseño geométrico y estructural para dos tramos rurales de 4.6 km del municipio de Soracá (tesis de pregrado). Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Tunja.

Villamizar, A., Ladino, I. & Ramírez, J. (2014).  Diseño de mezcla asfáltica con asfalto caucho tecnología GAP Graded para la ciudad de Bogotá (tesis de especialización). Universidad Católica, Bogotá, Colombia.

Wang, S., Cheng, D. y Xiao, F. (2017). Recent developments in the application of chemical approaches to rubberized asphalt. Construction and building materials, 131, (101-113).

Wulandari, P. y Tjandra, D.  (2017). Use of crumb rubber as an additive in asphalt concrete mixture.  Procedia Engineering 171, 1384-1389. doi: 10.1016/j.proeng.2017.01.451

Yung, Y. (2013). Caracterización, diseño y verificación de una mezcla asfáltica drenante en caliente modificada con grano de llanta triturado y fibra Kaltex (tesis de maestría). Universidad Nacional, Medellín, Colombia.

1. Grupo de investigación GRINFRAVIAL, Escuela de Transporte y Vías, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Ingeniero en Transporte y Vías. Email: joserodrigo.alarcon@uptc.edu.co

2. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Ingeniero en Transporte y Vías. Email: deicyta12@hotmail.com

3. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Ingeniero en Transporte y Vías. Email: ingrid.herreno@outlook.com