Allí introdujo la enseñanza de Física y organizó un gabinete para las prácticas respectivas.Ejerció acentuada influencia, no solo en el parlamento, sino en el gobierno en general.Tras sus enérgicas medidas, consideró que el país estaba ya pacificado y, deseando retornar a la magistratura, presentó su renuncia con su gabinete en pleno.Ese mismo año fue designado presidente de la junta central directiva del Partido Civil y fue reelegido senador por Cajamarca.[28] Ese mismo año, Guillermo Billinghurst asumió la presidencia de la República.[40] En general, se fueron haciendo cada vez más evidentes las desavenencias entre el Ejecutivo y el Legislativo, que llevaron a Billinghurst a sopesar la posibilidad de disolver el Congreso, y luego hacer una consulta plebiscitaria para reformar la Constitución.Como senador, Villanueva se opuso al golpe militar de 1914 y sostuvo enérgicamente que el Poder Ejecutivo debía ser asumido por el primer vicepresidente, Roberto Leguía, pues esa era la salida constitucional.[28] Sin embargo, este personaje, por ser hermano del expresidente Augusto B. Leguía, causaba rechazo entre los golpistas, quienes impusieron a Benavides como presidente provisorio.[28] En 1915 dio su apoyo a la candidatura presidencial de José Pardo y Barreda, que triunfó e inauguró su segundo gobierno, que sería el último del partido civil.
Caricatura de la Revista
Variedades
, N.º 282, que representa a Rafael Villanueva, Presidente del Senado, junto al presidente Billinghurst. Éste, que entonces sufría la oposición enconada del Congreso, amenaza a Villanueva y le dice que el cartucho de dinamita que le habían colocado en su casa era solo un
cohetecillo chino, comparado con este petardito que tengo a prevención que sigan ustedes esterilizando la labor de mi gobierno
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