El diseño de mezclas asfálticas en el Perú se ha apoyado durante décadas en el método Marshall, incorporado en las especificaciones técnicas vigentes y consolidado como referencia para el diseño y control de calidad en obra.

Es un método sólido, ampliamente conocido y con un enorme respaldo de experiencia acumulada. Sin embargo, fue concebido para verificar proporciones volumétricas, basadas en estabilidad y flujo, y no para predecir cómo se comportará una mezcla frente a la fisuración a lo largo de su vida en servicio.

Y hoy, buena parte de las fallas que se observan en campo no corresponden a deficiencias de estabilidad, sino a agrietamiento por fatiga, fisuración de arriba hacia abajo (top-down cracking) y pérdida progresiva de integridad estructural.

Esa brecha entre lo que se mide en laboratorio y lo que ocurre en el pavimento es la que los ensayos de fractura y desempeño permiten cerrar.

Qué Aporta – y Qué No Aporta – el Ensayo Marshall

El ensayo Marshall entrega valiosos parámetros:

• Estabilidad
• Flujo
• Relaciones volumétricas de diseño

Estos parámetros permiten evaluar criterios fundamentales del diseño de una mezcla y verificar que haya sido adecuadamente dosificada y compactada.

Sin embargo, estos parámetros no caracterizan directamente la resistencia al agrietamiento ni la tolerancia de la mezcla frente al proceso de fractura.

Dos mezclas pueden cumplir exactamente los mismos requisitos de estabilidad y vacíos, y aun así presentar comportamientos muy distintos frente al agrietamiento. Esta diferencia puede adquirir mayor relevancia cuando intervienen asfaltos modificados, aditivos, fibras o materiales reciclados (RAP).

Por eso el Marshall no desaparece – se complementa.

Qué Miden Realmente los Ensayos IDEAL-CT y SCB

Ambos son ensayos de fractura monotónica que permiten caracterizar la resistencia al agrietamiento de mezclas asfálticas a temperaturas intermedias. Cada metodología utiliza una configuración y parámetros de evaluación diferentes, sus resultados han mostrado correlación con el desempeño frente al agrietamiento observado en campo.

IDEAL-CT (ASTM D8225)

Utiliza una probeta cilíndrica estándar, sin entalla y sin preparación especial, ensayada bajo carga indirecta a temperatura intermedia. A partir de la curva carga-desplazamiento se obtiene el CT Index, un indicador utilizado para caracterizar la resistencia al agrietamiento y la tolerancia al daño de la mezcla.

Su gran ventaja es la practicidad: emplea probetas de geometría convencional y resulta perfectamente viable como ensayo de rutina, incluso en control de producción.

SCB – Semi-Circular Bend

Emplea probetas semicirculares con una entalla, sometidas a flexión en tres puntos. Dependiendo del procedimiento utilizado, el ensayo permite determinar parámetros relacionados con la energía de fractura y la respuesta post-pico de la mezcla, como el Flexibility Index (FI).

A diferencia de una simple medición de máxima resistencia, estos parámetros permiten obtener información adicional sobre la capacidad de la mezcla para tolerar el proceso de fractura después de alcanzar su carga máxima.

En conjunto, ambos ensayos permiten responder una pregunta que el diseño volumétrico por sí solo no puede responder: ¿Cómo responde esta mezcla frente al proceso de agrietamiento?

Hacia un Diseño Balanceado de Mezclas

La tendencia internacional apunta hacia el Balanced Mix Design (BMD): diseñar y seleccionar la mezcla verificando simultáneamente sus dos modos de falla principales.

• Deformación permanente – evaluada a nivel de ligante mediante reología avanzada y, principalmente, mediante ensayos de desempeño de la mezcla, como los ensayos de ahuellamiento.
• Agrietamiento– evaluado mediante ensayos de desempeño y fractura, como IDEAL-CT y SCB.

Optimizar un solo criterio suele comprometer el otro. Una mezcla muy rígida resiste bien el ahuellamiento, pero tiende a fisurarse antes. Una mezcla más flexible tolera mejor el daño, pero puede deformarse bajo tráfico pesado y lento.

El diseño balanceado consiste precisamente en encontrar ese equilibrio con datos, no por aproximación.

Por Qué Esto Importa en las Condiciones del Perú

Nuestra geografía y las condiciones de operación de los pavimentos imponen diferentes desafíos:

• Corredores de transporte minero con cargas por eje elevadas y velocidades reducidas
• Carreteras altoandinas con importantes variaciones térmicas entre el día y la noche
• Pavimentos aeroportuarios y plataformas industriales
• Vías urbanas sometidas a altas temperaturas superficiales y tráfico intenso.
• Proyectos con incorporación creciente de material reciclado

En estos escenarios, una mezcla que cumple formalmente los requisitos de diseño no necesariamente garantiza un desempeño adecuado frente al agrietamiento si este mecanismo de deterioro no ha sido evaluado.

Nueva Capacidad en Nuestro Laboratorio

En Mat Tech incorporamos el equipo Multiloader, que nos permite ejecutar en una misma plataforma los ensayos Marshall tradicionales y los ensayos de fractura IDEAL-CT y SCB.

Esto amplía nuestra capacidad para acompañar a clientes, contratistas y proveedores en el diseño y la validación de mezclas asfálticas orientadas al desempeño real, así como para desarrollar investigación aplicada junto a universidades e instituciones técnicas.

Porque diseñar una mezcla no debería significar únicamente cumplir un requisito de laboratorio, sino entender cómo se comportará el material bajo las condiciones reales de operación.

Siempre con nuestro lema: haciendo Ingeniería y Ciencia de Materiales.