Análisis técnico y ambiental del uso de materiales reciclados (RAP, GCR y RCD) en mezclas asfálticas sostenibles en Colombia

Guillot Forero

Análisis técnico y ambiental del uso de materiales reciclados (RAP, GCR y RCD) en mezclas asfálticas sostenibles en Colombia

dc.contributor.advisor	Salgado Diaz, Juan Manuel
dc.contributor.author	Guillot Forero
dc.contributor.corporatename	Universidad Santo Tomás
dc.contributor.cvlac	https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001676058
dc.contributor.googlescholar	http://scholar.google.com/citations?user=i-X-lsEAAAAJ&hl=es
dc.contributor.orcid	https://orcid.org/0000-0001-9680-2638
dc.date.accessioned	2025-09-12T13:34:12Z
dc.date.available	2025-09-12T13:34:12Z
dc.date.issued	2025-08-22
dc.description	El presente estudio analiza la viabilidad técnica y ambiental del uso de materiales reciclados, tales como pavimento asfáltico recuperado (RAP), grano de caucho reciclado (GCR) y residuos de construcción y demolición (RCD), en mezclas asfálticas sostenibles aplicables al contexto colombiano. A partir de una metodología mixta que integra revisión documental y análisis comparativo multicriterio, se evaluaron propiedades físicas, impactos ambientales y barreras normativas asociadas a estos materiales en proyectos viales. Los resultados muestran que el uso de RAP y GCR en mezclas asfálticas puede reducir entre un 20 % y un 30 % las emisiones de gases de efecto invernadero, en comparación con las mezclas convencionales (González, 2022; Figueroa & Fonseca, 2020). Por su parte, la inclusión de RCD puede disminuir hasta en un 40 % la demanda de agregados vírgenes (Pacheco et al., 2017; Ortiz-Díaz & Jurado, 2021), promoviendo el aprovechamiento de residuos y la disminución de impactos por extracción de materiales. A nivel económico, se ha evidenciado un ahorro de costos de producción cercano al 25 % en proyectos piloto, sin comprometer el desempeño mecánico esperado (Reyes et al., 2018). Se documentaron experiencias locales en ciudades como Bogotá, Medellín y Villavicencio, donde estas mezclas recicladas han mostrado buen comportamiento técnico bajo condiciones reales de tráfico y clima (Valencia & Hernández, 2023; IMANI, 2023). Se concluye que, a pesar de las limitaciones normativas y operativas actuales, el uso de materiales reciclados en mezclas asfálticas representa una estrategia viable y sostenible para el desarrollo de infraestructura vial en Colombia, alineada con los Objetivos de Desarrollo Sostenible y con potencial de implementación a gran escala.
dc.description.abstract	This study analyzes the technical and environmental feasibility of using recycled materials, such as Reclaimed Asphalt Pavement (RAP), Ground Tire Rubber (GTR), and Construction and Demolition Waste (CDW), in sustainable asphalt mixtures for the Colombian context. Based on a mixed-methods approach that combines a literature review and a multicriteria comparative analysis, the research evaluated physical properties, environmental impacts, and regulatory barriers associated with these materials in road infrastructure projects (Figueroa & Fonseca, 2020; González, 2022). The findings indicate that incorporating RAP and GTR into asphalt mixtures can reduce greenhouse gas emissions by approximately 20% to 30% compared to conventional mixtures (González, 2022; Figueroa & Fonseca, 2020). In turn, CDW integration can decrease the demand for virgin aggregates by up to 40%, promoting waste reuse and minimizing extraction-related impacts (Pacheco et al., 2017; Ortiz-Díaz & Jurado, 2021). Economically, pilot projects have shown cost savings of about 25% in asphalt production, without compromising expected mechanical performance (Reyes et al., 2018). Local case studies in Bogotá, Medellín, and Villavicencio have demonstrated the technical feasibility of implementing these recycled mixtures under real traffic and climate conditions (Figueroa & Fonseca, 2020; Valencia & Hernández, 2023). Despite current regulatory and operational limitations, the adoption of recycled materials in asphalt mixtures represents a viable and sustainable strategy for road infrastructure development in Colombia, aligned with the Sustainable Development Goals and with strong potential for large-scale implementation (Reyes et al., 2018; DNP, 2023).
dc.description.degreelevel	Pregrado	spa
dc.description.degreename	Ingeniero Civil	spa
dc.description.domain	http://www.ustavillavicencio.edu.co/home/index.php/unidades/extension-y-proyeccion/investigacion
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.citation	Guillot Forero, J. (2025).Análisis técnico y ambiental del uso de materiales reciclados (RAP, GCR y RCD) en mezclas asfálticas sostenibles en Colombia. [Trabajo de grado, Universidad Santo Tomás]. Repositorio Institucional.
dc.identifier.instname	instname:Universidad Santo Tomás	spa
dc.identifier.reponame	reponame:Repositorio Institucional Universidad Santo Tomás	spa
dc.identifier.repourl	repourl:https://repository.usta.edu.co	spa
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11634/69575
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Santo Tomás	spa
dc.publisher.branch	CRAI-USTA Villavicencio
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeniería Civil	spa
dc.publisher.program	Pregrado Ingeniería Civil	spa
dc.relation.references	Aguilar-Garavito, M., & Ramírez-Hernández, W. (2016). Fundamentos y consideraciones generales sobre restauración ecológica para Colombia. Biodiversidad en la práctica. Documentos de trabajo del Instituto Humboldt, 1(1), 147–176. http://revistas.humboldt.org.co/index.php/BEP/article/view/50
dc.relation.references	Al-Qadi, I., & Elseifi, M. (2007). Mechanistic-empirical design of flexible pavements. Springer.
dc.relation.references	Al-Saffar, Z. H., Yaacob, H., Satar, M. K. I. M., & Jaya, R. P. (2021). Impacts of maltene on the wettability and adhesion properties of rejuvenated asphalt binder. Arab Journal of Science and Engineering, 46(11), 10557–10568. https://doi.org/10.1007/s13369-021-05413-0
dc.relation.references	American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO). (2017). AASHTO M 319: Standard specification for performance-graded asphalt binder. AASHTO.
dc.relation.references	American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO). (2017). AASHTO T 307: Determination of resilient modulus of soils and aggregate materials. AASHTO.
dc.relation.references	American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO). (2020). AASHTO T 245: Standard method of test for resistance to plastic flow of bituminous mixtures using Marshall apparatus. AASHTO.
dc.relation.references	ASTM International. (2020). ASTM D6926-20: Standard practice for preparation of asphalt mixture specimens using Marshall apparatus. ASTM International.
dc.relation.references	Barberá Heredia, E. (2004). Perspectiva cognitiva-social: estereotipos y esquemas de género. En Psicología y género (5ª ed., pp. 55–80). Pearson. https://dialnet.unirioja.es/servlet/libro?codigo=334014
dc.relation.references	Barrios, C., Garzón, M., & Torres, L. (2022). Análisis de ciclo de vida de mezclas asfálticas con GCR. Journal of Cleaner Technologies, 15(2), 112–125. https://doi.org/10.1016/j.jclt.2022.02.005
dc.relation.references	Ben, M., David, H., Matthias, B., Cyril, F., & Van den Bergh, W. (2022). On the road again: An economic and environmental break-even and hotspot analysis of reclaimed asphalt pavement and rejuvenators. Resources, Conservation and Recycling, 177, 106014. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2021.106014
dc.relation.references	Buitrago García, V. K., & Paredes, Y. F. (2022). Revisión del uso de RAP en vías terciarias colombianas. [Trabajo de grado, Universidad Cooperativa de Colombia].
dc.relation.references	Buttlar, W. G., Frank, R. J., & Willis, J. R. (2002). New deformations tests and prediction models for flexible pavements. ASCE Press.
dc.relation.references	Caputo, P., Damasceno, P. C., Lo Presti, D., Angelone, M., & Dalmazzo, D. (2022). Effect and mechanism of rejuvenation of field-aged bitumen using waste pig fat. Resources, Conservation and Recycling, 178, 106097. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2021.106097
dc.relation.references	Castro, M. A. (2017). Análisis de métodos de reciclaje en caliente y frío para mezcla asfáltica. [Tesis de maestría, Universidad Nacional de Colombia].
dc.relation.references	Congreso de la República de Colombia. (2006). Ley 1098 de 2006. Por la cual se expide el Código de la Infancia y la Adolescencia. http://www.secretariasenado.gov.co/senado/basedoc/ley_1098_2006.html
dc.relation.references	Consejo Municipal de Villavicencio. (2002, septiembre 4). Acuerdo No. 021 de 2002. Por el cual se modifica el Plan de Ordenamiento Territorial del Municipio. Consejo Municipal de Villavicencio. http://curaduria1villavicencio.com.co/normatividad/Acuerdo%20021%20De%202002.pdf
dc.relation.references	Costa, H., & Pereira, A. (2024). Microestructura de mezcla RAP-GCR: Estudio micro-CT. Materials Characterization, 198, 112715. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2024.112715
dc.relation.references	Cuenca Noreña, M. A. (2020). Gestión predial/territorial para la construcción del corredor férreo del Pacífico - Variante Cartago, Valle del Cauca: Estudio caso Hacienda La Holanda. [Trabajo de grado, Universidad Santo Tomás]. Repositorio. https://repository.usta.edu.co/handle/11634/26803
dc.relation.references	Departamento Nacional de Planeación (DNP). (2008, julio 14). Conpes 3533. Bases de un plan de acción para la adecuación del sistema de propiedad intelectual a la competitividad y productividad nacional, 2008–2010. Consejo Nacional de Política Económica y Social. https://www.ica.gov.co/getattachment/a1be26c2-af09-4635-b885c3fcea7291e4/2008cp3533.aspx
dc.relation.references	Ding, H., Wang, H., Qu, X., Varveri, A., Gao, J., & You, Z. (2021). Towards an understanding of diffusion mechanism of bio-rejuvenators in aged asphalt binder through molecular dynamics simulation. Journal of Cleaner Production, 299, 126927. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.126927
dc.relation.references	European Bitumen Association (Eurobitume). (2020). The bitumen industry: A global perspective. Eurobitume.
dc.relation.references	Figueroa, A. S., & Fonseca, E. S. (2020). Desempeño del pavimento con mezcla reciclada-RAP y grano de caucho reciclado-GCR. Infraestructura Vial, 22(39), 20–28. https://doi.org/10.15517/iv.v22i39.41205
dc.relation.references	Federal Highway Administration (FHWA). (2018). Reclaimed asphalt pavement in roadways: Best practices guide. FHWA Office of Pavement Technology.
dc.relation.references	Garzón Bejarano, J. E. (2022). Uso de grano de caucho reciclado (GCR) en mezclas asfálticas. [Tesis de maestría, Universidad Militar Nueva Granada].
dc.relation.references	Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC). (2017). NTC 6246: Mezclas asfálticas con grano de caucho reciclado (GCR). Icontec.
dc.relation.references	Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC). (2023). NTC 6656: Recuperación de material base reciclado (RAB). Icontec.
dc.relation.references	Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC). (s.f.). NTC 6421: Áridos reciclados en concreto hidráulico. Icontec.
dc.relation.references	Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC). (2000). NTC 4205: Unidades de mampostería de arcilla cocida: Ladrillos y bloques cerámicos. Icontec.
dc.relation.references	Instituto Nacional de Vías (INVÍAS). (2013). INV E-733: Gravedad específica y densidad de mezclas asfálticas compactadas. Invias.
dc.relation.references	Instituto Nacional de Vías (INVÍAS). (2013). INV E-734: Gravedad específica (bulk) de mezclas asfálticas compactadas. Invias.
dc.relation.references	Instituto Nacional de Vías (INVÍAS). (2013). INV E-748: Ensayo de estabilidad y flujo Marshall. Invias.
dc.relation.references	Instituto Nacional de Vías (INVÍAS). (2024). Resolución 3920 de 2024: Lineamientos para el uso de materiales reciclados en infraestructura vial. Invias.
dc.relation.references	Jiang, Q., Liu, W., & Wu, S. (2024). Technological advances and challenges of reclaimed asphalt pavement (RAP) application in road engineering: A bibliometric analysis from 2000 to 2022. Environmental Science and Pollution Research, 31, 35519–35552. https://doi.org/10.1007/s11356-024-33635-w
dc.relation.references	Lerma González, H. D. (2011). Metodología de la investigación: propuesta, anteproyecto y proyecto (5ª ed.). Ecoe Ediciones. http://ebooks7-24.com.crai-ustadigital.usantotomas.edu.co/?il=3745
dc.relation.references	Londoño, F., Ramírez, J., & Herrera, P. (2022). Módulo resiliente de mezclas con 20 % RAP en condiciones tropicales. Revista de Ingeniería y Desarrollo, 14(35), 58–70. https://doi.org/10.19053/23461407.v14.n35.2022.15549
dc.relation.references	Méndez, A. (2015). Evaluación técnica y económica del uso de RAP en Colombia. [Tesis de maestría, Universidad Militar Nueva Granada].
dc.relation.references	Ministerio de Vivienda, Ciudad y Territorio. (2010). Reglamento colombiano de construcción sismo resistente NSR-10. Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica. https://www.unisdr.org/campaign/resilientcities/uploads/city/attachments/3871-10684.pdf
dc.relation.references	Nguyen, T., & Lee, S. (2022). Warm mix asphalt and recycled aggregate LCA: A comparative study. Journal of Environmental Management, 303, 114150. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.114150
dc.relation.references	Ortiz-Díaz, J., & Jurado, C. (2021). Caracterización técnico-ambiental de agregados reciclados para subbase. Revista Ciencia y Tecnología en Ingeniería Civil, 13(2), 70–84. https://doi.org/10.15446/rcitic.v13n2.95012
dc.relation.references	Pacheco, L., Martínez, A., & Torres, D. (2017). Incorporación de RCD en capas de subbase de vías urbanas. [Informe técnico, Universidad de Medellín].
dc.relation.references	Pastás, R. (2021). Procesos de obtención y uso de RAP. [Trabajo de grado, Universidad de Antioquia].
dc.relation.references	Pérez, A., & Polanía, D. (2021). Evaluación de características mecánicas de una mezcla asfáltica compactada a diferentes temperaturas. Revista Ingeniería, 26(1), 45–58. https://doi.org/10.22458/ing.v26i1.1234
dc.relation.references	Pérez, J., & Mora, C. (2023). Revisión de ciclo de vida en pavimentos con RCD. Sustainable Infrastructure, 8(1), 38–52.
dc.relation.references	Presidencia de la República de Colombia. (1991). Decreto 2700 de 1991. Por el cual se expiden las normas de procedimiento penal. Diario Oficial 40.190. https://normativa.colpensiones.gov.co/colpens/docs/codigo_procedimiento_penal_1991.htm
dc.relation.references	Profilio, A., Rossi, A., & Smith, B. (2023). A critical overview of using reclaimed asphalt pavement (RAP) in road infrastructure. Buildings, 13(8), 128. https://doi.org/10.3390/buildings9080128
dc.relation.references	Qiu, G., & Schab, R. (2020). Life-cycle assessment in pavement engineering. IWA Publishing.
dc.relation.references	Qiu, L., & Zhang, R. (2023). Bibliometric analysis of rejuvenators in RAP. Environmental Science & Pollution Research, 30(12), 10254–10267. https://doi.org/10.1007/s11356-023-25265-5
dc.relation.references	Rek, S., & Wróbel, J. (2023). Effect of grain size on recycled rubber performance in asphalt. Scielo Chile Journal of Construction Materials, 31(1), 1–12.
dc.relation.references	Reyes, O. D., Troncoso, J., & Camacho, J. (2018). Comportamiento mecánico y dinámico de mezclas asfálticas con cenizas volantes. Revista E-conversión, 12(1), 45–59.
dc.relation.references	Roberts, F. L., Kandhal, P. S., Brown, E. R., Lee, D.-Y., & Kennedy, T. W. (1991). Hot mix asphalt materials, mixture design and construction (2ª ed.). NAPA Education Foundation.
dc.relation.references	Ruiz, M. (2013). Evaluación del impacto ambiental de la producción de mezcla asfáltica en caliente (MDC-2). [Trabajo de grado, Universidad Industrial de Santander].
dc.relation.references	Scherocman, J., & Amirkhanian, S. (2018). Recycled materials in asphalt and the environment (Vol. 6). ASTM International.
dc.relation.references	Tighe, S. (2017). Pavement analysis and design. Pearson Prentice Hall.
dc.relation.references	United Nations Environment Programme (UNEP). (2017). Global environment outlook 6: Infrastructure. UNEP.
dc.relation.references	Universidad Militar Nueva Granada (UMNG). (2023). Evaluación del uso de RAP en vías primarias. UMNG.
dc.relation.references	Valencia, J., & Hernández, L. (2023). Pilotaje técnico de RAP en Medellín. [Tesis de especialización, Universidad de Antioquia].
dc.relation.references	White, R. J. (2014). Modern pavement maintenance, preservation, and rehabilitation. ASTM Press.
dc.relation.references	Xu, X., & Zhang, Y. (2020). Comparative life cycle assessment of warm mix asphalt with RCA. Science of the Total Environment, 712, 136442. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.136442
dc.rights	Attribution-NonCommercial-NoDerivs 2.5 Colombia	en
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.local	Abierto (Texto Completo)	spa
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/
dc.subject.keyword	Sustainable pavements
dc.subject.keyword	Reclaimed Asphalt Pavement (RAP)
dc.subject.keyword	Ground Tire Rubber (GTR)
dc.subject.keyword	Construction and Demolition Waste (CDW)
dc.subject.keyword	Road infrastructure
dc.subject.lemb	Pavimentos - Desarrollo sostenible
dc.subject.lemb	Pavimentos de asfalto
dc.subject.lemb	Conversión de residuos sólidos - Residuos de Construcción y Demolición (RCD)
dc.subject.lemb	Impacto ambiental - Infraestructura vial
dc.subject.lemb	Ingeniería civil - Investigaciones
dc.subject.lemb	Tesis y Disertaciones académicas
dc.subject.proposal	Pavimentos sostenibles
dc.subject.proposal	Pavimento Asfáltico Recuperado (RAP)
dc.subject.proposal	Grano de Caucho Reciclado (GCR)
dc.subject.proposal	Residuos de Construcción y Demolición (RCD)
dc.subject.proposal	Infraestructura vial; Impacto ambiental.
dc.title	Análisis técnico y ambiental del uso de materiales reciclados (RAP, GCR y RCD) en mezclas asfálticas sostenibles en Colombia
dc.type	bachelor thesis
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.coarversion	http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa
dc.type.drive	info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.local	Trabajo de grado	spa
dc.type.version	info:eu-repo/semantics/acceptedVersion