Novasinergia 2025, 8(2), 140-153. https://doi.org/10.37135/ns.01.16.08 http://novasinergia.unach.edu.ec
Artículo de Investigación
Desempeño de la mezcla asfáltica en frío con adición de polímeros de Ichu
Performance of cold asphalt mix with addition of Ichu polymers
Martín Chumpitaz Camarena1, Jean Piere Cárdenas Flores1,
Dangelo Moisés Laura Gutierrez1
1Universidad Privada San Juan Bautista, Lima, Perú, 150108;
jean.cardenas@upsjb.edu.pe; dangelo.laura@upsjb.edu.pe
*Correspondencia: martin.chumpitaz@upsjb.edu.pe
Citación: Chumpitaz, M.; Cárdenas, J. &
Laura, D., (2025). Desempeño de la mezcla
asfáltica en frío con adición de polímeros
de Ichu. Novasinergia. 8(2). 140-153.
https://doi.org/10.37135/ns.01.16.08
Recibido: 03 abril 2025
Aceptado: 29 mayo 2025
Publicado: 02 julio 2025
Novasinergia
ISSN: 2631-2654
Resumen: El presente estudio analiza el desempeño de una
mezcla asfáltica en frío modificada con polímero de Ichu,
evaluando su impacto en estabilidad, flujo, desgaste e
impermeabilidad. Se determinó la dosificación óptima del
asfalto residual en 6.2%, obtenida mediante pruebas
experimentales de ensayo. Los resultados indican que el
incremento del asfalto residual mejora la densidad de la
mezcla hasta un punto óptimo, tras el cual disminuye.
Asimismo, se observó que mayores porcentajes de asfalto
aumentan el flujo y reducen la humedad absorbida, lo que
sugiere una mejor cohesión y menor permeabilidad. Se
realizó una correlación de Spearman para validar los
resultados, comparándolos con estudios previos sobre
asfaltos modificados con polímeros. Se concluye que la
adición de polímero de ichu mejora significativamente las
propiedades mecánicas de la mezcla asfáltica, ofreciendo
una alternativa sostenible para infraestructuras viales.
Palabras clave: Impermeabilidad, Mezcla asfáltica,
Polímero de Ichu, Resistencia, Tensión.
Copyright: 2025 derechos otorgados por los
autores a Novasinergia.
Este es un artículo de acceso abierto distribuido
bajo los términos y condiciones de una licencia
de Creative Commons Attribution (CC BY NC).
(http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
Abstract: This study analyzes the performance of a cold asphalt
mix modified with ichu polymer, evaluating its impact on
stability, flow, wear, and impermeability. The optimal residual
asphalt dosage was determined at 6.2% through trial-and-error
experimental testing. Results indicate that increasing residual
asphalt enhances mix density up to an optimal point, after which
it decreases. Additionally, higher asphalt percentages increase
flow and reduce absorbed moisture, suggesting improved
cohesion and lower permeability. A Spearman correlation was
conducted to validate the results, comparing them with previous
studies on polymer-modified asphalts. It is concluded that adding
ichu polymer significantly improves the mechanical properties of
the asphalt mix, providing a sustainable alternative for road
infrastructure.
Keywords: Asphalt mixture, Ichu polymer, Impermeability,
Resistance, Tension.
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1. Introducción
El mejoramiento del desempeño mecánico de mezclas asfálticas ha sido objeto de
creciente atención en los últimos años, particularmente mediante el uso de aditivos y
polímeros que incrementen su durabilidad y resistencia bajo condiciones de carga intensiva
[1]. Dentro de esta tendencia, la incorporación de fibras vegetales naturales, como el ichu,
ha despertado interés debido a su potencial para mejorar características clave como la
estabilidad, el flujo, la resistencia al desgaste y la impermeabilidad de las mezclas [2]. Esta
línea de investigación se desarrolla en el marco de un enfoque de sostenibilidad e
innovación tecnológica en la ingeniería de pavimentos, que busca soluciones más resilientes
y menos dependientes de recursos no renovables.
El incremento del tráfico vehicular, la carga por eje de transporte pesado y las condiciones
climáticas adversas han generado una mayor exigencia sobre las vías pavimentadas,
revelando limitaciones importantes en los asfaltos convencionales [3]. Como consecuencia,
se ha producido un deterioro prematuro de la infraestructura vial, acompañado de un
aumento en los costos de mantenimiento y rehabilitación. Estos desafíos han impulsado el
desarrollo de nuevos materiales y metodologías para mejorar el rendimiento estructural de
las mezclas asfálticas. Entre las estrategias más prometedoras, la adición de polímeros
naturales se posiciona como una alternativa viable tanto técnica como ambientalmente [4].
Los estudios previos han mostrado que la adición de fibras naturales puede mejorar de
manera significativa la cohesión interna de la mezcla asfáltica, al tiempo que reduce su
susceptibilidad al agrietamiento y al deterioro por humedad. Por ejemplo, [5] encontraron
que el uso de aditivos orgánicos favorece la adherencia entre los agregados y el ligante
asfáltico, reduciendo así la permeabilidad de la mezcla. Por su parte, [6] documentaron
cómo la falta de aditivos en los asfaltos tradicionales incrementa su vulnerabilidad frente a
la acción de factores climáticos, lo que acelera el proceso de fatiga del pavimento.
Actualmente, los asfaltos convencionales utilizados en el diseño vial presentan
características y propiedades que se han vuelto insuficientes para satisfacer la creciente
demanda provocada por el aumento del flujo vehicular [7]. Por lo tanto, se contempla la
búsqueda de alternativas que no solo contribuyan a mejorar las propiedades de los asfaltos,
sino que también optimicen su desempeño general en condiciones de uso exigentes [8].
Complementariamente, el análisis de [9] sobre el desempeño de mezclas asfálticas
convencionales, específicamente la mezcla PEN 85/100 y su contraparte modificada con
polímero SBS PG 70-28, revela que la utilización de la combinación asfáltica convencional
se ve obstaculizada por diversos factores como el volumen de tránsito, la sobrecarga y las
condiciones climáticas adversas. En cambio, la combinación asfáltica modificada con
polímero ofrece una respuesta mecánica significativamente superior, aumentando el
rendimiento de la carpeta asfáltica y prolongando la vida útil del pavimento, tal como se
señala en estudios previos [10].
En cuanto a los aditivos sintéticos, como los polímeros SBS (estireno-butadieno-estireno) y
los polímeros acrílicos, se ha demostrado que mejoran sustancialmente las propiedades
reológicas del asfalto, incrementando su elasticidad, resistencia al envejecimiento y
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desempeño bajo cargas cíclicas [11]. Sin embargo, el elevado costo de estos materiales y su
impacto ambiental han llevado a considerar alternativas de origen natural.
En este contexto, el ichu (Stipa ichu), una gramínea autóctona de los Andes ha sido objeto
de investigaciones recientes por sus propiedades mecánicas y disponibilidad regional [12],
[13]. Esta fibra vegetal se caracteriza por su alta resistencia a la tracción, bajo peso específico
y buena estabilidad dimensional, atributos que resultan útiles para su aplicación como
modificador en mezclas asfálticas [14]. Además, su uso promueve la valorización de
recursos locales, fortaleciendo la economía regional y reduciendo la huella de carbono
asociada al transporte de materiales de construcción.
En esta línea, el desempeño de la mezcla asfáltica en frío, particularmente aquella que
incorpora polímeros derivados de ichu, se manifiesta de manera notable a través de diversas
propiedades que mejoran la funcionalidad y sustentabilidad de las infraestructuras viales
[15].
En primer lugar, es relevante destacar que la composición de esta mezcla está constituida
por una cuidadosa selección de agregados que, al ser combinados con un ligante asfáltico y
los mencionados polímeros, contribuyen a la robustez del material. El ichu, planta nativa de
los Andes, aporta valiosas características fibrosas y una notable resistencia, elementos que
se integran durante un proceso de fabricación meticuloso, donde se asegura que los
polímeros se dispersan adecuadamente en la mezcla asfáltica [16].
En términos de propiedades físicas y mecánicas, la adición de estos polímeros incrementa
significativamente la elasticidad y flexibilidad de la mezcla, lo que le permite adaptarse
eficientemente a las tensiones y deformaciones generadas por el tráfico y las variaciones
climáticas, una característica esencial en regiones que experimentan cambios de
temperatura extremos [17]. Además, la capacidad de estas mezclas para resistir el
agrietamiento, tanto por fatiga como térmico, se traduce en una disminución en la formación
de fisuras, prolongando así la vida útil de las carreteras y reduciendo la necesidad de
reparaciones frecuentes. Asimismo, la mejora en la adherencia entre los agregados y el
ligante asfáltico, facilitada por los polímeros, promueve una cohesión superior, lo que
resulta en una mezcla más resistente a la erosión y al desgaste [18]. Por último, debemos
considerar la durabilidad de estas mezclas, las cuales, debido a su resistencia a las
condiciones ambientales adversas, tales como la lluvia, el hielo y la radiación ultravioleta,
requieren menos intervenciones de mantenimiento, lo que no solo representa un ahorro
sustancial en costos de reparación y rehabilitación de carreteras, sino que también
contribuye a la sostenibilidad y eficiencia en la gestión de infraestructura vial [19].
Este método implica múltiples beneficios económicos a largo plazo; a pesar de que la
inversión inicial en estos materiales puede resultar más elevada que la de las mezclas
convencionales, los ahorros subsecuentes en mantenimiento, así como la prolongación
significativa de la vida útil de las estructuras viales, aportan un argumento sólido para su
consideración, particularmente en el contexto de proyectos de infraestructura pública en los
que el manejo eficiente del presupuesto es un aspecto crucial. En este sentido, la utilización
de materiales naturales como el ichu no solo eleva el desempeño técnico de las mezclas, sino
que también fomenta prácticas más sostenibles en la construcción, ofreciendo una
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alternativa que respeta el medio ambiente al reducir los recursos no renovables implicados
en la producción de asfalto convencional.
Además de sus beneficios técnicos y económicos, la aplicabilidad del polímero de ichu ha
sido explorada en diferentes contextos de infraestructura vial. Con respecto a las
aplicaciones prácticas de estas mezclas, su idoneidad para vías de bajo tránsito, donde las
características de flexibilidad y resistencia al agrietamiento son esenciales, resulta evidente,
así como su utilidad en situaciones que requieren reparaciones rápidas, dado que pueden
ser aplicadas sin el calentamiento del asfalto, lo que acelera el proceso de curado y permite
una pronta reapertura al tránsito vehicular [20].
La validez de estos enfoques se encuentra respaldada por investigaciones científicas que
han corroborado que las mezclas modificadas con polímeros de ichu superan las
propiedades mecánicas de sus contrapartes convencionales en una variedad de ensayos de
resistencia [21]. Además, la implementación de proyectos piloto en algunos países andinos
ha demostrado la efectividad y durabilidad de esta tecnología, fomentando un creciente
interés hacia su adopción.
No obstante, es importante reconocer que existen desafíos inherentes a esta transición, como
la variabilidad en la calidad de la materia prima que puede influir en el desempeño del
producto final, lo cual subraya la necesidad de un control riguroso en los procesos de
producción y en la formulación de estándares que garanticen la homogeneidad y calidad
del material.
En este contexto, la presente investigación tiene como objetivo general evaluar el
desempeño de una mezcla asfáltica en frío con adición de polímero de ichu, desde una
perspectiva experimental que abarque aspectos como la dosificación óptima, la estabilidad,
el flujo, el desgaste e impermeabilidad de la mezcla. Este análisis permitirá determinar el
grado de eficacia del ichu como aditivo en condiciones de laboratorio, generando evidencia
técnica que pueda orientar futuras aplicaciones a escala real. A partir de este objetivo
general, se plantean los siguientes objetivos específicos: a) evaluar el desempeño de la
mezcla asfáltica en frío con la adición del polímero de ichu, considerando su impacto en
estabilidad, flujo, desgaste e impermeabilidad; b) determinar la dosificación óptima del
polímero de ichu en la mezcla; c) analizar la influencia del polímero en la estabilidad y el
flujo de la mezcla; d) examinar el efecto de la adición del polímero en la resistencia al
desgaste; y e) evaluar la influencia del polímero de ichu en la impermeabilidad de la mezcla.
2. Metodología
Se adoptó una estrategia de ensayo y error controlado para evaluar el efecto de la
adición progresiva de polímero de ichu sobre diversas propiedades mecánicas y funcionales
de una mezcla asfáltica en frío, tales como estabilidad, flujo, resistencia al desgaste e
impermeabilidad [22].
Se elaboraron un total de 27 especímenes (briquetas) de mezcla asfáltica. Esta cantidad fue
determinada con base en un diseño factorial simple: 9 briquetas con un porcentaje de
dosificación con polímeros de ichu de 1%, 2% y 3%, con tres réplicas por grupo para cada
ensayo mecánico, garantizando la reproducibilidad estadística de los resultados. Las 18
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briquetas restantes correspondieron a mezclas sin ichu, utilizadas como grupo control en
pruebas paralelas. Se realizaron pruebas con especímenes elaborados bajo condiciones
controladas de compactación y curado, siguiendo los procedimientos establecidos en
normativas técnicas para mezclas asfálticas.
2.1. Materiales utilizados
Los agregados utilizados fueron clasificados como gruesos y finos, de origen natural,
cumpliendo con la granulometría especificada en la norma ASTM C136. Se caracterizaron
por una absorción de agua promedio de 1.6% y una densidad aparente de 2.61 g/cm³. Se
empleó una emulsión asfáltica catiónica de rompimiento lento tipo CSS-1H, con un
contenido de cemento asfáltico residual de 6.2%. Esta elección se basó en su compatibilidad
con el método de aplicación en frío y su comportamiento adecuado en condiciones de
curado sin calentamiento.
Adicional, el polímero natural utilizado fue el ichu (Stipa ichu), recolectado en zonas
altoandinas. Se trató mediante un proceso de limpieza, secado y fibrilación mecánica para
mejorar su dispersión. Sus propiedades físico-mecánicas se presentan en la Tabla 1.
Tabla 1. Propiedades físico-mecánicas del polímero de ichu
Propiedad
Valor promedio
Norma de referencia
Densidad aparente
1.24 g/cm³
ISO 1183
Módulo de elasticidad (E)
1.3 GPa
ASTM D3039
Absorción de agua
8.1%
ASTM D570
Longitud promedio de fibra
10-15 mm
Medición directa
Se definieron cuatro mezclas con porcentajes crecientes de ichu (0%, 1%, 2%, y 3% respecto
al peso total de los agregados), manteniendo constante el contenido de emulsión en 6.2%.
La elección de este rango se fundamenta en estudios previos que demuestran que el
intervalo de 1% a 3% de fibras naturales es efectivo para lograr mejoras estructurales sin
comprometer la trabajabilidad de la mezcla [15].
2.2. Procedimiento experimental
Cada mezcla fue homogeneizada manualmente y compactada en moldes cilíndricos
mediante un martillo Marshall de 75 golpes por cara, de acuerdo con la norma ASTM D6926.
Se permitió un curado a temperatura ambiente (13.5°C) durante 72 horas antes del ensayo.
Las briquetas fueron evaluadas en laboratorio según los siguientes procedimientos:
• Estabilidad y flujo Marshall: siguiendo ASTM D6927.
• Humedad absorbida e impermeabilidad: según ASTM D7064, adaptado para
mezclas en frío.
• Resistencia al desgaste: ensayo de abrasión con carga rotacional según procedimiento
interno validado, con 500 revoluciones a 5 kg.
• Peso específico y vacíos: con base en ASTM D2041.
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2.3. Análisis estadístico
Los datos fueron procesados utilizando estadística descriptiva y correlación de
Pearson, con un nivel de significancia de 0.05. Además, se aplicaron pruebas de
comparación de medias (ANOVA) para identificar diferencias significativas entre los
grupos.
3. Resultados
3.1. Determinación del diseño patrón de mezcla asfáltica
La identificación de la dosificación óptima de asfalto residual se realizó mediante el
análisis de la densidad bulk seca (g/cm³) en función del porcentaje de emulsión asfáltica tipo
CSS. Los resultados, graficados en la Figura 1, muestran un comportamiento parabólico,
donde la densidad máxima se alcanza con un contenido de 6.2% de asfalto residual,
correspondiente al punto de mayor compactación sin sobreflujo de ligante.
Este valor fue adoptado como diseño patrón para las siguientes etapas experimentales, al
representar la condición estructural más eficiente en términos de compacidad,
trabajabilidad y comportamiento mecánico esperado. Se observa el valor óptimo de
densidad bulk seca alcanzado en esta dosificación, marcado con línea discontinua.
Figura 1. Determinación del diseño patrón de emulsión asfáltica tipo CSS
3.2. Diseño patrón de mezcla asfáltica en frío
Con base en la dosificación óptima previamente identificada (6.2% de asfalto
residual), se procedió a caracterizar integralmente los parámetros de la mezcla patrón,
conforme a los criterios establecidos en el método Marshall para mezclas en frío
compactadas con 75 golpes por cara.
De acuerdo con la normativa, el valor de estabilidad requerido debe ser inferior a 815 kg,
sin embargo, la mezcla evaluada alcanzó una estabilidad modificada en condición seca de
928 kg, superando dicho umbral. En condición húmeda, la estabilidad fue de 670 kg,
mientras que el flujo registrado fue de 13.7 × 0.01 pulgadas (equivalente a 0.137 pulgadas),
ubicándose dentro del rango permitido (8–14 × 0.01 pulgadas).
2,02
2,03
2,04
2,05
2,06
2,07
2,08
2,09
2,10
2,11
2,12
2,13
5, 00 5, 50 6, 00 6 ,50 7 ,00 7 ,50
DENSIDAD BULK SECA (GR/CM3)
ASFALTO RESIDUAL (%)
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La Tabla 2 resume los principales parámetros obtenidos para esta mezcla patrón. La
dosificación óptima de 6.2% de asfalto residual se corresponde con una emulsión asfáltica
total del 10.3%, a la que se añadió 2.0% de agua para el recubrimiento de los agregados y
2.8% de agua adicional para facilitar la compactación. La temperatura ambiente durante el
proceso de elaboración y curado fue de 13.5 °C.
La mezcla, compactada bajo la norma ASTM D6926 con 75 golpes por cara, alcanzó una
densidad seca promedio de 2.095 g/cm³. Además, presentó una humedad absorbida del
4.4% y un contenido de vacíos del 13.8%, lo cual evidencia un comportamiento adecuado
en términos de impermeabilidad y cohesión interna. Estos resultados fueron adoptados
como referencia para las fases experimentales posteriores, al representar una configuración
mecánica y estructuralmente balanceada.
Tabla 2. Parámetros físico-mecánicos del diseño patrón de mezcla asfáltica en frío (6.2% de asfalto residual)
Parámetros físico-mecánicos del diseño patrón de mezcla asfáltica en frío
(6.2% de asfalto residual)
% Asfalto residual: %emulsión asfáltica
% de agua para recubrimiento
% contenido de agua para compactación (2% a 6%)
Temperatura ambiente (°C)
N° de golpes
% cemento asfáltico residual (en peso de los agregados)
Densidad seca (g/cm3)
Estabilidad modificada seca (Kg)
Estabilidad modificada húmeda (Kg)
Flujo (0.01 pulg)
Humedad absorbida (%)
Temperatura de mezcla (°C)
% vacíos
3.3. Evaluación del desempeño mecánico según el contenido de asfalto
Se analizó el comportamiento de la mezcla asfáltica en frío modificando el contenido
de asfalto residual entre 4.5% y 6.5%. Se evaluaron tres variables fundamentales: estabilidad,
flujo y variación de estabilidad. Se observa en la Figura 2 un incremento en la estabilidad
hasta un pico en 5.5%, mientras que el flujo se incrementa de forma progresiva. La variación
de estabilidad mostró una inflexión a partir del 6.0%, indicando el punto de máxima rigidez
relativa.
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Figura 2. Desempeño mecánico de la mezcla asfáltica según el contenido de asfalto residual
3.4. Comportamiento físico: humedad absorbida y porcentaje de vacíos
Se estudió la relación entre el contenido de asfalto residual y dos propiedades físicas
relacionadas con la durabilidad: la humedad absorbida y el porcentaje de vacíos totales.
Ambos indicadores disminuyeron conforme aumentó el contenido de asfalto hasta 6.0%, lo
que refleja una mejora en la compactación y en la impermeabilidad. A partir de 6.5%, ambas
variables experimentaron un ligero aumento. En la Figura 3 se observa una tendencia
descendente común en ambas variables hasta el 6.0%, con una leve reversión en la última
dosificación, lo que sugiere un punto óptimo técnico.
Figura 3. Efecto del contenido de asfalto residual en la humedad absorbida y porcentaje de vacíos.
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
4.5% 5.0% 5.5% 6.0% 6.5%
Estabilidad (kg)
Contenido de asfalto residual (%)
Estabilidad (kg) Variacion de estabilidad Flujo (mm)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
5.0% 5.5% 6.0% 6.5%
Humedad absorbida (%)
Contenido de asfalto residual (%)
Humedad absorbida (%) % Vacios totales
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3.5. Estabilidad según contenido de humedad
Se realizó una prueba para determinar cómo varía la estabilidad de la mezcla en
función del contenido de humedad utilizado para la compactación. Los resultados
mostraron un comportamiento parabólico: la estabilidad aumenta hasta alcanzar un
máximo con 4.0% de agua y disminuye posteriormente, lo cual valida la existencia de un
rango óptimo de humedad para mejorar la cohesión sin comprometer la estructura. En la
Figura 4 se aprecia un comportamiento optimizado en torno al 4.0%, después del cual el
exceso de humedad reduce la resistencia mecánica de la mezcla.
Figura 4. Variación de la estabilidad mecánica de la mezcla asfáltica en función del contenido de agua de compactación.
3.6. Resultados estructurales del diseño patrón
Se elaboraron mezclas modificadas con 0%, 1%, 2% y 3% de polímero de ichu, todas
con 6.2% de emulsión. La Tabla 3 resume los efectos del contenido creciente de polímero de
ichu (0% a 3%) sobre cuatro propiedades clave de la mezcla asfáltica: estabilidad, flujo,
desgaste y absorción de agua. Se observa que la estabilidad disminuye progresivamente
desde 928 kg (0%) hasta 647 kg (3%), indicando que el aumento de fibras reduce la rigidez
estructural de la mezcla. Por otro lado, el flujo experimenta un incremento proporcional,
alcanzando un máximo de 4.83 mm con el 3% de ichu, lo que refleja una mayor
deformabilidad. En cuanto al desgaste por abrasión, se advierte un aumento significativo
del 12.15% al 30.59%, lo que sugiere una menor cohesión interna a medida que se incrementa
la dosificación de fibras. No obstante, un resultado destacable es la notable mejora en la
impermeabilidad, evidenciada por la reducción de la absorción de agua desde 31.67 g hasta
valores mínimos de 5.73 g con 1% de ichu. Este efecto puede atribuirse al relleno y bloqueo
de poros gracias a la inclusión del polímero natural. Las propiedades fueron obtenidas bajo
condiciones estándar, manteniendo un contenido fijo de 6.2% de emulsión asfáltica. Los
valores representan promedios de tres muestras por grupo y se reportan con base en peso
específico bulk para mayor uniformidad comparativa.
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Tabla 3. Influencia del contenido de polímero de ichu sobre propiedades mecánicas y de durabilidad de la mezcla
asfáltica en frío.
% Ichu
Estabilidad (kg)
Flujo (mm)
Desgaste (%)
Absorción de agua (g)
0%
928
3.47
12.15
31.67
1%
845.7
4.06
18.23
5.73
2%
760.7
4.40
24.97
6.13
3%
647
4.83
30.59
7.43
Todas las mezclas contienen un 6.2% de emulsión, Peso específico: bulk de la briqueta promedio de 3 muestras.
3.7. Correlación entre las variables
La Tabla 4 presenta los coeficientes de correlación de Pearson entre el polímero de
Ichu y diversas propiedades mecánicas y funcionales de la mezcla asfáltica en frío. Se
observa una correlación positiva significativa entre la presencia del polímero de ichu y todas
las variables analizadas (p < 0.001). En particular, la mayor correlación se evidencia con la
estabilidad de la mezcla (r = 0.602), lo que sugiere que la adición del polímero refuerza la
resistencia estructural del material. Asimismo, se encuentra una correlación moderada con
la impermeabilidad (r = 0.568) y el desgaste (r = 0.518), lo que indica que el polímero
contribuye a mejorar la cohesión de la mezcla, reduciendo su vulnerabilidad a la filtración
de agua y al deterioro mecánico. Finalmente, el desempeño general de la mezcla también
muestra una correlación positiva (r = 0.310), aunque en menor medida en comparación con
las otras variables. Estos resultados respaldan la eficacia del polímero de Ichu como un
aditivo que optimiza la calidad y durabilidad de las mezclas asfálticas.
Tabla 4. Coeficientes de correlación de Pearson entre el contenido de ichu y propiedades funcionales de la mezcla
asfáltica en frío.
Variables
R de Pearson
p
Polímero de Ichu -Desempeño
0.310
<0.001
Polímero de Ichu -Estabilidad
0.602
<0.001
Polímero de Ichu- Desgaste
0.518
<0.001
Polímero de Ichu-Impermeabilidad
0.568
<0.001
4. Discusión
La presente investigación tuvo como objetivo evaluar el comportamiento de una
mezcla asfáltica en frío modificada con polímero de ichu, analizando su influencia sobre
variables clave como estabilidad, flujo, desgaste e impermeabilidad. Los resultados
obtenidos permiten discutir la eficacia de este aditivo natural dentro de un enfoque técnico
y sostenible en el contexto de infraestructura vial.
La determinación del diseño patrón mediante el análisis de la densidad bulk seca permitió
establecer el 6.2% de asfalto residual como la dosificación óptima. Esta elección, sustentada
por el comportamiento parabólico evidenciado en la Figura 1, asegura una compactación
eficiente sin exceso de ligante, condición ideal para garantizar cohesión y estabilidad
estructural. Este resultado coincide con lo planteado por [4] y [8] quienes destacan que una
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dosificación equilibrada permite maximizar la densidad sin comprometer la trabajabilidad
ni inducir fallas prematuras.
El análisis conjunto de la estabilidad, flujo y variación de estabilidad (Figura 2) demostró
que la resistencia mecánica de la mezcla se incrementa hasta un punto óptimo (5.5%), a
partir del cual disminuye. A la par, el flujo aumenta progresivamente con el contenido de
asfalto, indicando una mayor deformabilidad. Estos hallazgos corroboran lo señalado por
[1], quienes advierten que el incremento del contenido de ligante mejora la flexibilidad, pero
puede debilitar la estructura si no se controla adecuadamente. La variación de estabilidad
reafirma este comportamiento, evidenciando la pérdida relativa de rigidez cuando se
sobrepasa el punto de máxima cohesión interna.
En cuanto a la respuesta física de la mezcla, los resultados sobre humedad absorbida y
vacíos totales (Figura 3) revelan una disminución sostenida hasta una dosificación de 6.0%,
lo cual indica una mejora en la compacidad e impermeabilidad del sistema. Este
comportamiento es consistente con los hallazgos de [5], quienes sostienen que una adecuada
proporción de ligante permite un empaquetamiento más cerrado de los agregados,
reduciendo significativamente la permeabilidad. Sin embargo, el ligero repunte de estas
variables a 6.5% sugiere que un exceso de ligante puede generar sobrellenado,
disminuyendo la eficiencia volumétrica de la mezcla.
La estabilidad en función del contenido de humedad (Figura 4) mostró una curva
parabólica, con un máximo en torno al 4.0% de agua. Esta observación es clave, ya que
confirma que el agua actúa como facilitador de la compactación inicial, pero su exceso puede
inducir pérdida de adherencia y resistencia. Esta tendencia es congruente con lo descrito
por [7], quien plantea que en mezclas en frío el balance hídrico es un factor determinante
para alcanzar resultados óptimos en términos de resistencia mecánica.
Respecto al efecto del polímero de ichu, los resultados consolidados en la Tabla 3 indican
que su adición reduce la estabilidad de la mezcla a medida que aumenta su proporción. Esto
puede deberse a una disminución de la rigidez general del sistema por la presencia de fibras
que interrumpen la continuidad de la matriz asfáltica, tal como han explicado [13] y [14].
No obstante, se identificó una mejora destacable en la impermeabilidad, especialmente con
1% de ichu, lo que concuerda con los aportes de [15], quien subraya el rol del ichu como un
agente natural de bloqueo de poros.
El incremento del flujo y el desgaste con mayores porcentajes de ichu sugiere un aumento
de la flexibilidad, pero también una reducción de la cohesión interna. Esto implica que, si
bien las mezclas modificadas con ichu pueden ser más adaptables a deformaciones térmicas
o dinámicas, podrían no ser ideales para contextos de carga estructural elevada. Esta
interpretación coincide con los hallazgos de [17], quienes recomiendan el uso de fibras
naturales en vías de bajo tránsito o con requerimientos de alta adaptabilidad térmica.
Las correlaciones entre variables, expuestas en la Tabla 4, refuerzan estas conclusiones. La
relación positiva entre el contenido de ichu y la impermeabilidad confirma su efecto como
agente impermeabilizante. Por su parte, la correlación con la estabilidad, aunque positiva
en términos generales, refleja un comportamiento no lineal, indicando que más allá de cierto
punto la presencia de fibras compromete la resistencia. La relación con el desgaste es
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igualmente significativa, lo cual sugiere la necesidad de utilizar el ichu con criterios de
dosificación precisos para evitar efectos contraproducentes en la durabilidad.
Finalmente, los resultados permiten concluir que el uso del polímero de ichu representa
una alternativa técnicamente viable en contextos específicos, principalmente en condiciones
de bajo tránsito, zonas altoandinas o climas extremos. La mezcla con 1% de ichu se perfila
como la más equilibrada en cuanto a impermeabilidad, deformabilidad y estabilidad
aceptable, lo que la convierte en una formulación prometedora desde una perspectiva de
sostenibilidad, eficiencia y valorización de recursos locales.
5. Conclusiones
El estudio permitió evaluar el desempeño de una mezcla asfáltica en frío modificada
con polímero natural de ichu, identificando los efectos técnicos de su incorporación en
distintas proporciones. Se determinó que una dosificación del 6.2% de asfalto residual
representa el punto óptimo en términos de densidad y comportamiento mecánico general,
constituyendo un diseño patrón técnicamente estable para condiciones operativas similares.
Asimismo, se verificó que la humedad de compactación influye directamente en la
estabilidad, identificándose un valor óptimo cercano al 4.0%, más allá del cual la mezcla
pierde resistencia.
La adición progresiva del polímero de ichu generó una disminución de la estabilidad y un
aumento del flujo y del desgaste, aunque se observó una mejora significativa en la
impermeabilidad, particularmente con el 1% de adición, lo cual refuerza su potencial como
modificador natural en mezclas donde la durabilidad frente a la humedad es prioritaria. El
análisis de correlaciones mostró que la presencia del ichu tiene efectos relevantes, aunque
no lineales, sobre las propiedades físicas y mecánicas de la mezcla, siendo necesario
establecer dosificaciones óptimas según el tipo de proyecto.
Desde un enfoque de sostenibilidad, el ichu se posiciona como un aditivo prometedor,
accesible y compatible con las exigencias de mezclas en frío aplicadas en contextos andinos.
Su uso racional, en proporciones técnicamente justificadas, puede aportar soluciones
efectivas en vías de bajo tránsito, entornos climáticamente exigentes o procesos de
mantenimiento vial que requieran rapidez, flexibilidad y menor impacto ambiental. Se
recomienda que investigaciones futuras profundicen en su comportamiento bajo
condiciones reales de servicio y ciclos de carga repetida.
Contribuciones de los autores
Conceptualización, M.C.C., J.P.C.F. y D.M.L.G.; metodología, J.P.C.F. y D.M.L.G.;
software, D.M.L.G.; validación, M.C.C., J.P.C.F. y D.M.L.G.; análisis formal, J.P.C.F.;
investigación, M.C.C., J.P.C.F. y D.M.L.G.; recursos, M.C.C.; curación de datos, D.M.L.G.;
redacción—preparación del borrador original, M.C.C. y J.P.C.F.; redacción—revisión y
edición, M.C.C. y D.M.L.G.; visualización, D.M.L.G.; supervisión, M.C.C.; administración
del proyecto, J.P.C.F.; adquisición de financiamiento, M.C.C. Todos los autores han leído y
aprobado la versión publicada del manuscrito.
Novasinergia 2025, 8(2), 140-153 152
Conflicto de Interés
Los autores no reportan conflictos de interés relacionados con esta investigación.
Declaración sobre el uso de Inteligencia Artificial Generativa
En la preparación de este artículo, se utilizó inteligencia artificial generativa,
específicamente la herramienta Open IA, con fines de apoyo en la corrección de borradores
y para realizar revisiones menores de gramática y ortografía. Todo el contenido fue
cuidadosamente revisado, editado y aprobado por los autores, quienes asumen plena
responsabilidad por la integridad y precisión del manuscrito final.
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