La extracción de minerales es una operación importante para la economía de diferentes países y genera millones de toneladas de residuos mineros. En este contexto, y en asociación con la alta demanda de agregados para pavimentación y la falta de materias primas para este propósito, ha surgido la viabilidad de utilizar residuos del procesamiento de mineral de hierro como una alternativa prometedora. Este estudio evalúa el comportamiento físico y mecánico de mezclas de asfalto que incorporan residuos de la empresa Samarco S.A., recolectados en Mariana-MG, para reemplazar el agregado fino en mezclas de concreto asfáltico, con miras a aplicaciones en la capa de soporte de caminos de tráfico local. Se formularon y analizaron dos mezclas, M2 y M3, que contenían un 20% y un 17% de residuos, respectivamente, en comparación con una mezcla de referencia, M1. Se llevaron a cabo evaluaciones utilizando los parámetros del método Marshall, pruebas mecánicas de módulo de resiliencia y vida útil a fatiga bajo tensión controlada, así como análisis mecanicistas. El software brasileño de diseño mecanicista-empírico (MeDiNa-v 1.5.0) contribuyó a este análisis. Este análisis reveló que, para un nivel de tráfico de N = 5 x (tráfico promedio) en una carretera local, los pavimentos que contenían las mezclas M1 y M3 tenían los mismos espesores de capa (6.9 cm), así como la misma clase de fatiga, igual a 1. El pavimento con la mezcla M2 tenía la capa de asfalto más gruesa (8.2 cm) y una clase de fatiga inferior igual a 0. Pero si se compara en términos del porcentaje de área agrietada durante 10 años, aún ofrece condiciones de rendimiento ideales en comparación con las mezclas M1 y M3. Así, se puede considerar viable reemplazar el agregado fino con residuos de mineral de hierro en concreto asfáltico para su uso en caminos locales de la región sin alterar la capacidad de carga del pavimento.