1.本发明涉及城市排水技术领域，具体为一种高耐久性渗水地面的施工方法。
背景技术：
2.地砖作为一种大面积地面铺设材料，多用于一些公共区域内的地面装饰及人行道上，目前，对于地砖的铺设一般都是先将地基整平压实，并在其上方铺设砂石，之后在砂石层的上方铺设地砖层，虽然这种铺设施工工艺技术成熟且操作简单，但是由于地砖都是处于室外环境的，在阴雨天气的情况下，地砖上的雨水难以快速渗入地下，容易造成积水现象，当人们在散步时，积水很容易溅起打湿人们的裤子，造成一定的困扰。
3.例如中国专利cn2020106803292公开了一种新型防滑吸水地砖，通过在地砖本体的内底部开设蓄水腔，利用行人的踩踏可以将地砖表面的雨水抽吸至蓄水腔中，从而减少积水量；由于在该技术手段中，通过利用蓄水腔对积水进行抽吸，从而实现积水量的减少，但是由于地砖内底部的蓄水腔的蓄水量是有限的，对于少量的积水可以实现快速有效的吸收，对于地砖表面的大量积水，则无法有效的吸收，造成地砖表面的积水无法清除，从而导致地砖表面依然会积存大量的积水，影响人们的行走。
技术实现要素：
4.针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种高耐久性渗水地面的施工方法，通过对地面进行翻挖，将制备的多孔助渗颗粒与土壤混匀后进行夯实，从而提高土壤的孔隙率，使得积水可以快速渗入到土壤中，从而减少地面的积水；并且，为了防止土壤潮湿后黏附在地砖底部，阻碍积水的下渗，在土壤与地砖之间还铺设的一层粗砂层，可以起到分隔作用，可以防止潮湿土壤黏附在地砖上，从而可以确保地面的积水可以顺利快速的渗入到地下，从而达到减少地面积水的效果。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种高耐久性渗水地面的施工方法，具体包括如下步骤：
7.1)根据地砖铺设环境的积水情况，对地面进行翻挖，待土壤充分蓬松后，施撒入多孔助渗颗粒，然后将土壤与多孔助渗颗粒充分混匀后，对地面进行夯实；
8.2)在铺砖前，在地面撒上一层粗砂，用木板将粗砂铺匀，然后在粗砂上整齐的铺设地砖，在铺设过程中，用木锤按铺设顺序对地砖进行拍打压实，压实后，拉通线先竖缝后横缝进行拨缝调直，使砖缝平直、贯通，调缝后，再用木锤与拍板拍平；
9.3)在地砖铺完2-5d后，将砖缝清理干净，刷水湿润，用水泥浆和/或填缝剂嵌缝，即可完成地砖的施工。
10.作为本发明的进一步优选方案，所述翻挖深度为10-50cm；
11.所述多孔助渗颗粒施撒量为100-300g/m3；
12.所述粗砂的厚度为1-5mm。
13.作为本发明的进一步优选方案，所述多孔助渗颗粒的制备方法如下：
14.1)将二氧化钛加入到氢氧化钠溶液中，混合搅拌1-3h后，转移至反应釜中，密封后进行反应，待自然冷却至室温，将产物用去离子水和无水乙醇反复洗涤至中性，烘干研磨后得到前驱体；
15.2)以八水合氢氧化钡和前驱体作为溶质，以去离子水作为溶剂，将二者混合后超声处理20-40min，加入复合多孔颗粒，继续超声处理10-30min，将形成的反应液转移至反应釜中，密封后进行水热反应，待自然冷却至室温，将产物用去离子水和无水乙醇反复洗涤至中性，烘干，得到多孔助渗颗粒。
16.更进一步，步骤1)中，所述二氧化钛、氢氧化钠溶液的比例为(5-10)g：(120-180)ml；
17.所述氢氧化钠溶液的浓度为8-14mol/l；
18.所述反应釜中的反应温度为240-260℃，反应时间12-15h。
19.更进一步，步骤2)中，所述八水合氢氧化钡、前驱体、去离子水以及复合多孔颗粒的比例为(6.3-8.5)g：(1.0-1.8)g：(300-500)ml：(8-12)g；
20.所述水热反应的温度为150-170℃，反应时间10-13h。
21.作为本发明的进一步优选方案，所述复合多孔颗粒的制备方法如下：
22.1)将无水乙醇和蒸馏水混合，得到混合液，加入过氧化二苯甲酰和聚乙烯吡咯烷酮，在70-75℃水浴中加热溶解，通氩气5-10min，再加入苯乙烯，继续加热20-50min，冷凝回流，在氩气保护下，恒温聚合10-15h，得到聚苯乙烯微米球；
23.2)将八水氧氯化锆溶解于无水乙醇中，加入环氧丙烷，混匀后转移至反应釜中，在110-120℃下反应15-18h，之后密封陈化24-30h，得到锆溶胶，然后向锆溶胶中加入聚苯乙烯微米球，超声分散30-50min，将形成的悬浮液干燥后转移至马弗炉中，经煅烧后随炉冷却至室温，粉碎研磨后得到粒径1-5mm的多孔颗粒；
24.3)在45-50℃恒温油浴中，将无水乙醇、超纯水以及工业氨水混合搅拌均匀，保温10-20min后形成反应液，在持续搅拌下，将硅酸四乙酯加入到反应液中，反应过夜后进行离心，将产物用蒸馏水反复洗涤后烘干，得到二氧化硅纳米球；
25.4)将二氧化硅纳米球分散于去离子水中，得到分散液，将多孔颗粒和分散液放入真空加压浸渍装置中进行浸渍，重复浸渍3-5次，待浸渍结束后，将产物取出干燥至恒重，得到复合多孔颗粒。
26.更进一步，步骤1)中，所述混合液、过氧化二苯甲酰、聚乙烯吡咯烷酮以及苯乙烯的比例为(130-180)ml：(0.2-0.8)g：(1-2)g：(6-10)g；
27.所述混合液由质量比为(7-9)：(1-3)的无水乙醇和蒸馏水组成。
28.更进一步，步骤2)中，所述锆溶胶中，八水氧氯化锆、无水乙醇以及环氧丙烷的比例为(1-3)g：(100-150)ml：(0.5-1.2)g；
29.所述聚苯乙烯微米球的添加量占锆溶胶总量的3-7％；
30.所述悬浮液干燥温度为40-50℃，干燥时间5-10h；
31.所述煅烧以3-5℃/min升温至1100-1150℃，保温煅烧1-3h。
32.更进一步，步骤3)中，所述无水乙醇、超纯水、工业氨水以及硅酸四乙酯的比例为(25-35)ml：(0.5-0.8)ml：(1.6-2.1)ml：(0.75-0.82)ml；
33.所述持续搅拌的转速为80-150r/min。
34.更进一步，步骤4)中，所述分散液的浓度为(1-5)mg/ml；
35.所述真空加压浸渍的参数为，浸渍压差1-6kg/cm2，浸渍时间30-50min。
36.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
37.本发明中，以微米级尺寸的聚苯乙烯微米球作为造孔剂，让聚苯乙烯微米球在锆溶胶中分散均匀，经过溶胶-凝胶过程，保持其相对位置，之后经过高温煅烧除去聚苯乙烯微米球，从而形成具有多孔结构的多孔颗粒，该多孔颗粒具有高空隙率，与翻挖后的土壤混匀后，可以有效的提高土壤的孔隙率，使得积水可以快速向地下渗透，从而减少地面积水的积存；同时，为了减少积水在穿过多孔颗粒时与孔洞内壁的摩擦，提高积水的穿透效率，本发明中，利用硅酸四乙酯的水解反应，制得球形结构的二氧化硅纳米球，并采用真空加压浸渍的方法，将二氧化硅纳米球渗透进多孔颗粒的孔洞中，从而得到复合多孔颗粒，负载与孔洞中的二氧化硅纳米球，一部分可以附着在孔洞内壁上，能够在内壁表面形成一个连续且稳定的润滑薄膜，从而降低孔洞内壁的摩擦系数，使得积水可以快速穿过复合多孔颗粒的孔洞，而且，还有一部分二氧化硅纳米球游离在孔洞中，可以起到充当固体润滑剂的作用，降低积水流动时的粘滞阻力，从而进一步提高积水在复合多孔颗粒的孔洞中的流动性，使得积水可以快速穿过孔洞流入地下，避免了积水在复合多孔颗粒的孔洞中的粘滞堵塞，从而有效改善了地面的积水积存。
38.为了防止复合多孔颗粒在与土壤混合时，土壤中的泥土颗粒会对复合多孔颗粒的孔洞造成堵塞，本发明中，以复合多孔颗粒作为沉积基体，采用两步水热法，在复合多孔颗粒上沉积具有较大长径比的纳米线，从而形成多孔助渗颗粒，沉积的纳米线一方面通过相互缠绕交联，可以在孔洞处形成交联网状，可以起到过滤网的作用，阻止土壤中的泥土颗粒进入到孔洞中造成孔洞的堵塞，另一方面，纳米线沉积在复合多孔颗粒上后，在复合多孔颗粒表面形成大量的“触毛”，增大了复合多孔颗粒表面的粗糙度，使得多孔助渗颗粒与土壤之间的摩擦系数增大，使得多孔助渗颗粒存留在土壤中不易发生迁移，可以避免多孔助渗颗粒在积水的冲击下往土壤底部运动并堆积的现象出现，从而有助于提高多孔助渗颗粒在土壤中均匀且稳定的存在。
39.针对现有地面渗水速率缓慢，导致地面存留大量积水的现象，本发明中，通过对地面进行翻挖，将制备的多孔助渗颗粒与土壤混匀后进行夯实，从而提高土壤的孔隙率，使得积水可以快速渗入到土壤中，从而减少地面的积水；并且，为了防止土壤潮湿后黏附在地砖底部，阻碍积水的下渗，在土壤与地砖之间还铺设的一层粗砂层，可以起到分隔作用，可以防止潮湿土壤黏附在地砖上，从而可以确保地面的积水可以顺利快速的渗入到地下。
具体实施方式
40.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
41.实施例1
42.一种高耐久性渗水地面的施工方法，具体包括如下步骤：
43.1)根据地砖铺设环境的雨水情况，对地面进行翻挖，翻挖深度为10-50cm，待土壤
充分蓬松后，施撒入多孔助渗颗粒，施撒量为100g/m3，然后将土壤与多孔助渗颗粒充分混匀后，对地面进行夯实；
44.2)在铺砖前，在地面撒上一层粗砂，用木板将粗砂铺匀，粗砂的厚度为1mm，然后在粗砂上整齐的铺设地砖，在铺设过程中，用木锤按铺设顺序对地砖进行拍打压实，压实后，拉通线先竖缝后横缝进行拨缝调直，使砖缝平直、贯通，调缝后，再用木锤与拍板拍平；
45.3)在地砖铺完2d后，将砖缝清理干净，刷水湿润，用水泥浆和/或填缝剂嵌缝，即可完成地砖的施工。
46.其中，多孔助渗颗粒的制备方法如下：
47.1)将5g二氧化钛加入到120ml浓度为8mol/l的氢氧化钠溶液中，以200r/min混合搅拌1h后，转移至反应釜中，密封后在240℃下反应12h，待自然冷却至室温，将产物用去离子水和无水乙醇反复洗涤至中性，烘干研磨后得到前驱体；
48.2)称取6.3g八水合氢氧化钡和1.0g前驱体作为溶质，以300ml去离子水作为溶剂，将二者混合后以200w超声处理20min，加入8g复合多孔颗粒，继续超声处理10min，将形成的反应液转移至反应釜中，密封后在150℃下水热反应10h，待自然冷却至室温，将产物用去离子水和无水乙醇反复洗涤至中性，烘干，得到多孔助渗颗粒。
49.上述，复合多孔颗粒的制备方法如下：
50.1)将质量比为7：3的无水乙醇和蒸馏水混合，得到130ml混合液，加入0.2g过氧化二苯甲酰和1g聚乙烯吡咯烷酮，在70℃水浴中加热溶解，通氩气5min，再加入6g苯乙烯，继续加热20min，冷凝回流，在氩气保护下，恒温聚合10h，得到聚苯乙烯微米球；
51.2)将1g八水氧氯化锆溶解于100ml无水乙醇中，加入0.5g环氧丙烷，混匀后转移至反应釜中，在110℃下反应15h，之后密封陈化24h，得到锆溶胶，然后向锆溶胶中加入聚苯乙烯微米球，控制聚苯乙烯微米球的添加量占锆溶胶总量的3％，以300w超声分散30min，将形成的悬浮液在40℃下干燥5h，然后转移至马弗炉中，以3℃/min升温至1100℃，保温煅烧1h，随炉冷却至室温后取出，粉碎研磨后得到粒径1mm的多孔颗粒；
52.3)在45℃恒温油浴中，将25ml无水乙醇、0.5ml超纯水以及1.6ml工业氨水混合搅拌均匀，保温10min后形成反应液，在80r/min的持续搅拌下，将0.75ml硅酸四乙酯加入到反应液中，反应过夜后进行离心，将产物用蒸馏水反复洗涤后烘干，得到二氧化硅纳米球；
53.4)将二氧化硅纳米球分散于去离子水中，得到浓度为1mg/ml的分散液，将多孔颗粒和分散液放入真空加压浸渍装置中，在浸渍压差1kg/cm2，浸渍时间30min的条件下，重复浸渍3次，待浸渍结束后，将产物取出，在60℃下真空干燥至恒重，得到复合多孔颗粒。
54.实施例2
55.一种高耐久性渗水地面的施工方法，具体包括如下步骤：
56.1)根据地砖铺设环境的雨水情况，对地面进行翻挖，翻挖深度为30cm，待土壤充分蓬松后，施撒入多孔助渗颗粒，施撒量为200g/m3，然后将土壤与多孔助渗颗粒充分混匀后，对地面进行夯实；
57.2)在铺砖前，在地面撒上一层粗砂，用木板将粗砂铺匀，粗砂的厚度为3mm，然后在粗砂上整齐的铺设地砖，在铺设过程中，用木锤按铺设顺序对地砖进行拍打压实，压实后，拉通线先竖缝后横缝进行拨缝调直，使砖缝平直、贯通，调缝后，再用木锤与拍板拍平；
58.3)在地砖铺完3d后，将砖缝清理干净，刷水湿润，用水泥浆和/或填缝剂嵌缝，即可
完成地砖的施工。
59.其中，多孔助渗颗粒的制备方法如下：
60.1)将8g二氧化钛加入到150ml浓度为12mol/l的氢氧化钠溶液中，以250r/min混合搅拌2h后，转移至反应釜中，密封后在250℃下反应13h，待自然冷却至室温，将产物用去离子水和无水乙醇反复洗涤至中性，烘干研磨后得到前驱体；
61.2)称取7.5g八水合氢氧化钡和1.5g前驱体作为溶质，以400ml去离子水作为溶剂，将二者混合后以250w超声处理30min，加入10g复合多孔颗粒，继续超声处理20min，将形成的反应液转移至反应釜中，密封后在160℃下水热反应12h，待自然冷却至室温，将产物用去离子水和无水乙醇反复洗涤至中性，烘干，得到多孔助渗颗粒。
62.上述，复合多孔颗粒的制备方法如下：
63.1)将质量比为8：2的无水乙醇和蒸馏水混合，得到150ml混合液，加入0.5g过氧化二苯甲酰和1.5g聚乙烯吡咯烷酮，在72℃水浴中加热溶解，通氩气7min，再加入8g苯乙烯，继续加热30min，冷凝回流，在氩气保护下，恒温聚合12h，得到聚苯乙烯微米球；
64.2)将2g八水氧氯化锆溶解于130ml无水乙醇中，加入0.8g环氧丙烷，混匀后转移至反应釜中，在115℃下反应16h，之后密封陈化28h，得到锆溶胶，然后向锆溶胶中加入聚苯乙烯微米球，控制聚苯乙烯微米球的添加量占锆溶胶总量的5％，以400w超声分散40min，将形成的悬浮液在45℃下干燥7h，然后转移至马弗炉中，以4℃/min升温至1130℃，保温煅烧2h，随炉冷却至室温后取出，粉碎研磨后得到粒径3mm的多孔颗粒；
65.3)在47℃恒温油浴中，将30ml无水乙醇、0.6ml超纯水以及1.8ml工业氨水混合搅拌均匀，保温15min后形成反应液，在120r/min的持续搅拌下，将0.78ml硅酸四乙酯加入到反应液中，反应过夜后进行离心，将产物用蒸馏水反复洗涤后烘干，得到二氧化硅纳米球；
66.4)将二氧化硅纳米球分散于去离子水中，得到浓度为3mg/ml的分散液，将多孔颗粒和分散液放入真空加压浸渍装置中，在浸渍压差3kg/cm2，浸渍时间40min的条件下，重复浸渍4次，待浸渍结束后，将产物取出，在70℃下真空干燥至恒重，得到复合多孔颗粒。
67.实施例3
68.一种高耐久性渗水地面的施工方法，具体包括如下步骤：
69.1)根据地砖铺设环境的雨水情况，对地面进行翻挖，翻挖深度为50cm，待土壤充分蓬松后，施撒入多孔助渗颗粒，施撒量为300g/m3，然后将土壤与多孔助渗颗粒充分混匀后，对地面进行夯实；
70.2)在铺砖前，在地面撒上一层粗砂，用木板将粗砂铺匀，粗砂的厚度为5mm，然后在粗砂上整齐的铺设地砖，在铺设过程中，用木锤按铺设顺序对地砖进行拍打压实，压实后，拉通线先竖缝后横缝进行拨缝调直，使砖缝平直、贯通，调缝后，再用木锤与拍板拍平；
71.3)在地砖铺完5d后，将砖缝清理干净，刷水湿润，用水泥浆和/或填缝剂嵌缝，即可完成地砖的施工。
72.其中，多孔助渗颗粒的制备方法如下：
73.1)将10g二氧化钛加入到180ml浓度为14mol/l的氢氧化钠溶液中，以300r/min混合搅拌3h后，转移至反应釜中，密封后在260℃下反应15h，待自然冷却至室温，将产物用去离子水和无水乙醇反复洗涤至中性，烘干研磨后得到前驱体；
74.2)称取8.5g八水合氢氧化钡和1.8g前驱体作为溶质，以500ml去离子水作为溶剂，
将二者混合后以300w超声处理40min，加入12g复合多孔颗粒，继续超声处理30min，将形成的反应液转移至反应釜中，密封后在170℃下水热反应13h，待自然冷却至室温，将产物用去离子水和无水乙醇反复洗涤至中性，烘干，得到多孔助渗颗粒。
75.上述，复合多孔颗粒的制备方法如下：
76.1)将质量比为9：1的无水乙醇和蒸馏水混合，得到180ml混合液，加入0.8g过氧化二苯甲酰和2g聚乙烯吡咯烷酮，在75℃水浴中加热溶解，通氩气10min，再加入10g苯乙烯，继续加热50min，冷凝回流，在氩气保护下，恒温聚合15h，得到聚苯乙烯微米球；
77.2)将3g八水氧氯化锆溶解于150ml无水乙醇中，加入1.2g环氧丙烷，混匀后转移至反应釜中，在120℃下反应18h，之后密封陈化30h，得到锆溶胶，然后向锆溶胶中加入聚苯乙烯微米球，控制聚苯乙烯微米球的添加量占锆溶胶总量的7％，以500w超声分散50min，将形成的悬浮液在50℃下干燥10h，然后转移至马弗炉中，以5℃/min升温至1150℃，保温煅烧3h，随炉冷却至室温后取出，粉碎研磨后得到粒径5mm的多孔颗粒；
78.3)在50℃恒温油浴中，将35ml无水乙醇、0.8ml超纯水以及2.1ml工业氨水混合搅拌均匀，保温20min后形成反应液，在150r/min的持续搅拌下，将0.82ml硅酸四乙酯加入到反应液中，反应过夜后进行离心，将产物用蒸馏水反复洗涤后烘干，得到二氧化硅纳米球；
79.4)将二氧化硅纳米球分散于去离子水中，得到浓度为5mg/ml的分散液，将多孔颗粒和分散液放入真空加压浸渍装置中，在浸渍压差6kg/cm2，浸渍时间50min的条件下，重复浸渍5次，待浸渍结束后，将产物取出，在80℃下真空干燥至恒重，得到复合多孔颗粒。
80.对比例1：本对比例与实施例1基本相同，不同之处在于，使用复合多孔颗粒替代多孔助渗剂。
81.对比例2：本对比例与实施例1基本相同，不同之处在于，使用多孔颗粒替代多孔助渗剂。
82.对比例3：本对比例与实施例2基本相同，不同之处在于，多孔助渗颗粒在制备过程中使用多孔颗粒替代复合多孔颗粒。
83.测试实验：
84.选择室外空旷地区，划分成等面积的6块场地，每块场地的间距为1m，然后分别采用实施例1-3和对比例1-3中的施工方法在地面铺设人行道地砖，待地砖铺设完后，模拟降雨的方式，使用喷雾水枪对场地进行降雨，降雨量为15mm/h，持续降雨30d，观察场地表面的积水情况，记录结果如表1所示。
85.表1
[0086] 实施例1实施例2实施例3积水情况无明显积水无明显积水无明显积水 对比例1对比例2对比例3积水情况有较少积水有大量积水有较多积水
[0087]
通过表1可以看出，本发明中的施工方法，使积水可以快速渗入到土壤中，从而减少地面的积水，解决了积水很容易溅起打湿人们的裤子的困扰。
[0088]
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明
的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。