我國建筑垃圾處理研究進(jìn)展與趨勢
——基于Citespace可視化分析

楊月，呂龍，王玲玲，董凱迅，劉茜

（云南大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院，云南昆明 650500）

隨著城市化進(jìn)程的加快，舊城改造和新城建設(shè)進(jìn)行得如火如荼,過程中產(chǎn)生了大量的建筑垃圾，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國每年建筑垃圾的產(chǎn)量已占到城市垃圾總量的30%~40%,而絕大多數(shù)城市的建筑垃圾采用露天堆放或簡單填埋的方式處理[1]，不僅占用了城市發(fā)展的大量用地空間，而且對周圍的土壤、空氣、地上水和地表水造成持續(xù)性的嚴(yán)重污染。政府多次出臺相關(guān)政策和意見，以促進(jìn)建筑垃圾的減量化、資源化、無害化發(fā)展，學(xué)術(shù)界對建筑垃圾處理也開展了大量研究工作，建筑垃圾處理引起了社會的廣泛關(guān)注。

鑒于建筑垃圾處理的重要性，以CNKI 中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中的期刊論文為數(shù)據(jù)來源，借助文獻(xiàn)計量分析軟件Citespace 對建筑垃圾研究的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行定量分析，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行定性分析，以直觀的方式揭示建筑垃圾研究領(lǐng)域的基本特征、演化歷程及前沿?zé)狳c，以期對建筑垃圾管理及其治理問題以及未來的研究方向有更深入的宏觀把握。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 數(shù)據(jù)來源

研究數(shù)據(jù)來源于CNKI 中國知網(wǎng)期刊數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)收集時間為2021年5月19日，利用中國知網(wǎng)的高級檢索功能，以“建筑垃圾”O(jiān)R“建筑廢棄物”為篇名檢索1995—2021年的中文期刊，共檢索到2 433 篇文獻(xiàn)，為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及分析結(jié)果的可靠性，通過手動篩選，剔除條件不符或信息不全的文獻(xiàn)，最終得到有效文獻(xiàn)1 932 篇。

1.2 研究方法

運用Ctespace 文獻(xiàn)分析軟件對檢索到的1 932 篇文獻(xiàn)繪制相關(guān)圖譜進(jìn)行分析。Citespace“引文空間”是美國著名華裔學(xué)者陳超美開發(fā)的一款信息可視化軟件，基于Java 環(huán)境來計量和分析科學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，以知識領(lǐng)域為研究對象，通過繪制科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的知識圖譜，直觀地揭示科學(xué)知識領(lǐng)域所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)和規(guī)律[2]。該方法最初用于教育學(xué)、管理學(xué)等專業(yè)，但隨著多學(xué)科交叉的趨勢，該軟件逐漸被應(yīng)用于各大學(xué)科領(lǐng)域，比如社會學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等，然而在建筑垃圾處理方面的運用為數(shù)不多。目前國內(nèi)對于建筑垃圾處理相關(guān)研究的文獻(xiàn)數(shù)以千計，卻缺乏對已有研究成果的系統(tǒng)性分析。因此，運用Citespace 軟件分析建筑垃圾處理領(lǐng)域歷年文獻(xiàn)，進(jìn)而對年發(fā)文量、核心作者、研究機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵詞等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計，解讀我國建筑垃圾研究領(lǐng)域的基本特征、演進(jìn)歷程和前沿?zé)狳c。

2 研究結(jié)果分析

2.1 年度發(fā)文統(tǒng)計特征

通過對建筑垃圾處理的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行年度發(fā)文量統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，從1995年以來，該領(lǐng)域論文數(shù)量總體呈上升趨勢，具體如圖1所示，并且其研究的發(fā)展趨勢與國家對建筑垃圾的重視程度既政策發(fā)布情況緊密關(guān)聯(lián)。此期間具體又可分為以下3 個階段。

圖1 建筑垃圾處理年度發(fā)文量統(tǒng)計圖

第一個階段是1995—2004年。這一時期是建筑垃圾處理研究的初步發(fā)展階段，年度相關(guān)發(fā)文量較少，統(tǒng)計圖走勢趨于平緩。隨著市場經(jīng)濟(jì)體制的建立，我國的建筑業(yè)開始迅猛發(fā)展，大家的關(guān)注點集中于建筑業(yè)的發(fā)展，對于其隨之產(chǎn)生的建筑垃圾并未過多關(guān)注，建筑垃圾相關(guān)問題未能受到重視。

第二個階段是2005—2011年。這一時期是建筑垃圾處理研究的上升發(fā)展階段，相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量較之前有明顯的增加。2005年成為轉(zhuǎn)折點的重要原因之一是在2005年3月，國家建設(shè)部發(fā)布了《城市建筑垃圾管理規(guī)定》，為建筑垃圾處理提供了法律依據(jù)與法律保障。而建筑垃圾的相關(guān)研究成果亦于此后開始逐年增多，國家政府部門對建筑垃圾的管理逐步重視引起了學(xué)術(shù)界的關(guān)注。

第三個階段是2012—2013年。這一時期是建筑垃圾處理研究的迅猛發(fā)展階段，年度發(fā)文量出現(xiàn)了激增的情況。其中一個重要原因是2012年黨的十八大會議上明確提出要大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，促進(jìn)資源節(jié)約和循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，有關(guān)部門對建筑垃圾的綜合利用提出全方位的建設(shè)性意見。至此，學(xué)術(shù)界也紛紛響應(yīng)國家政策，開始大力探究建筑垃圾處理等相關(guān)話題。

2.2 發(fā)文作者統(tǒng)計特征

通過分析建筑垃圾處理研究領(lǐng)域的作者發(fā)文量可以看出此領(lǐng)域的核心作者和學(xué)科帶頭人。用Citespace對建筑垃圾研究領(lǐng)域的發(fā)文作者進(jìn)行統(tǒng)計分析，發(fā)文量在10 篇以上的有3 人，分別是陳鳴明12 篇，陳家瓏11 篇，丁志坤11 篇，發(fā)文量在5 篇及以上10 篇以下的有26 人。根據(jù)普萊斯特定律計算核心作者最低發(fā)文量[3]，計算公式為:M=0.749，其中Nmax表示單一作者最多發(fā)文量，本次研究中為12 篇，將其帶入公式可以得到建筑垃圾處理研究領(lǐng)域的核心作者最低發(fā)文量為：

對結(jié)果四舍五入取整數(shù)后認(rèn)為發(fā)文數(shù)量在3 篇及以上的作者可視為核心作者，根據(jù)統(tǒng)計，符合這一要求的作者有94 位。同樣，根據(jù)普賴斯定律，當(dāng)核心作者的發(fā)文數(shù)量達(dá)到論文總數(shù)的50%左右時，則可認(rèn)定在該研究領(lǐng)域形成了核心作者群。這94 名核心作者發(fā)文量有410 篇，占所選定文獻(xiàn)總數(shù)的21.2%，顯然在建筑垃圾研究領(lǐng)域還未形成核心作者群。

由此可見，雖然我國建筑垃圾處理領(lǐng)域的研究開始較早，1995年就有相關(guān)文獻(xiàn)，發(fā)展至今文獻(xiàn)數(shù)量也較為可觀，但是還沒有形成核心作者群。圖2顯示為發(fā)文量在3 篇及以上的核心作者共線網(wǎng)絡(luò)圖，由圖2可以看出，在建筑垃圾處理領(lǐng)域尚未形成成熟的合作研究團(tuán)隊，除少部分研究者之間存在合作發(fā)文情況外，核心作者間合作發(fā)文情況較少，專門研究此領(lǐng)域的團(tuán)隊也較少，學(xué)者之間交流與合作程度不高，阻礙了建筑垃圾處理研究成果的形成。

圖2 核心作者可視化圖譜

2.3 研究機(jī)構(gòu)統(tǒng)計特征

在建筑垃圾處理研究領(lǐng)域發(fā)表過文獻(xiàn)的研究機(jī)構(gòu)總計566 家，圖3是在該領(lǐng)域發(fā)文量超過3 篇的研究機(jī)構(gòu)可視化圖譜。總體來看，建筑垃圾處理研究領(lǐng)域的發(fā)文機(jī)構(gòu)主要是建筑類和工業(yè)類的高校，或是高校里的土木類和公路類院系。其中發(fā)文最多的是重慶大學(xué)建設(shè)管理與房地產(chǎn)學(xué)院和深圳大學(xué)土木工程學(xué)院，各發(fā)文21 篇，其次是長安大學(xué)公路學(xué)院，發(fā)文13 篇，具體見表1。總體而言，建筑垃圾領(lǐng)域較為核心的研究機(jī)構(gòu)尚未成熟，同時極少有跨機(jī)構(gòu)合作發(fā)文，主要研究機(jī)構(gòu)之間普遍缺乏合作。可見我國建筑垃圾處理研究相對孤立且封閉，仍未達(dá)成普遍性的研究機(jī)構(gòu)合作，尚未形成跨院校、跨區(qū)域的研究共同體，缺乏合力研究。

表1 機(jī)構(gòu)發(fā)文統(tǒng)計表

圖3 發(fā)文機(jī)構(gòu)可視化圖譜

2.4 關(guān)鍵詞分析

關(guān)鍵詞是一篇文獻(xiàn)的核心與精髓，是對研究內(nèi)容的高度凝練與概括，更是文獻(xiàn)計量研究的重要指標(biāo)。將從高頻關(guān)鍵詞、關(guān)鍵詞聚類圖譜、關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜3 個方面對檢索到的1 932 篇文獻(xiàn)進(jìn)行繪圖并分析。

2.4.1 高頻關(guān)鍵詞分析

用Citespace 分析得到的關(guān)鍵詞頻次可以在一定程度上反應(yīng)該領(lǐng)域的研究熱點，高頻關(guān)鍵詞的中心性反應(yīng)了該關(guān)鍵詞在整個共線網(wǎng)絡(luò)中的重要程度，中心性越大，則表示該關(guān)鍵詞與其他關(guān)鍵詞的聯(lián)系越緊密，其研究的關(guān)聯(lián)度越高[4]。表2展示了頻次前20 的關(guān)鍵詞，其中“應(yīng)用”、“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”、“再建筑垃圾處理”等關(guān)鍵詞的頻數(shù)并不大，但中心性很大，是建筑垃圾處理研究領(lǐng)域的熱點問題。除了檢索詞“建筑垃圾”與“建筑廢棄物”的頻數(shù)最大外，該領(lǐng)域主要注重建筑垃圾資源化、建筑垃圾的再生利用等方面的研究，再生建材主要關(guān)注再生混凝土以及再生建材的性能，比如抗壓強度。其次建筑垃圾減量化也是學(xué)者較為關(guān)注的研究熱點。

表2 高頻關(guān)鍵詞前20

2.4.2 關(guān)鍵詞聚類圖譜分析

基于對高頻關(guān)鍵詞的統(tǒng)計分析，進(jìn)一步進(jìn)行關(guān)鍵詞聚類分析發(fā)現(xiàn)，我國建筑垃圾處理領(lǐng)域的研究熱點主要分布在#0 管理、#1 路用性能、#2 垃圾、#3 壓實度、#4 強度、#5 循環(huán)利用、#6 建筑垃圾處理、#7 建筑廢棄物、#8 綜合利用、#9 再生微粉、#10 標(biāo)準(zhǔn)磚、#11 城市建筑垃圾、#12 混合再生料、#13 路基填料、#14 性能影響、#15 公路路基等16 個細(xì)分領(lǐng)域，這16 個關(guān)鍵詞聚類構(gòu)成了我國建筑垃圾領(lǐng)域的研究熱點框架。結(jié)合文獻(xiàn)進(jìn)一步分析聚類結(jié)果，可以按照研究主題將16 個細(xì)分研究領(lǐng)域劃分為四大研究主題，分別為建筑垃圾路用、建筑垃圾再生、建筑垃圾再生材料性能和建筑垃圾管理，具體分類如表3所示。

表3 關(guān)鍵詞聚類

在建筑垃圾路用的主題中，由于道路路基的填料具有用量大、要求低的特點，建筑垃圾再生材料的性能能滿足路基填料的要求。因此將建筑垃圾再生材料作為路基填料應(yīng)用于道路工程是處理建筑垃圾的一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保方法，既節(jié)省了對天然砂石的開采，又使得建筑垃圾實現(xiàn)了廢物利用，研究建筑垃圾在公路工程中的應(yīng)用具有較高的實用價值。一類學(xué)者通過實驗探究建筑垃圾再生料作為路基填料的最適參入量，即在路基填料中加入多少建筑垃圾再生料能使道路的綜合性能達(dá)到最高[5-6]。而另一類學(xué)者則是探究建筑垃圾填筑路基的施工工藝，分別從建筑垃圾加工與堆放、基底處理、運輸、布料與整平、碾壓等方面.對建筑垃圾填筑高速公路路基施工技術(shù)進(jìn)行相關(guān)分析和研究[7-9]。

建筑垃圾循環(huán)利用的主題中，大多學(xué)者以循環(huán)經(jīng)濟(jì)和綠色經(jīng)濟(jì)為理論指導(dǎo)，從宏觀視角對比我國與發(fā)達(dá)國家建筑垃圾資源化的現(xiàn)狀、政策法規(guī)、管理機(jī)制等內(nèi)容，通過對比分析出我國建筑垃圾資源化存在的問題，以期借鑒發(fā)達(dá)國家的做法，如日本[10-11]、德國[12]、丹麥、新加坡[13]、美國[14]等國家。其中研究比較多的是日本，在關(guān)鍵詞突顯的詞頻分析中“日本”出現(xiàn)了兩次。有些學(xué)者則從中觀角度來探討某個地區(qū)或城市建筑垃圾資源化的現(xiàn)狀、存在的問題以及解決方法，如深圳[15]、北京[16-17]、河南[18]、上海[19]、濟(jì)南[20]、綿陽[21]等地。

在建筑垃圾再生料的主題中，再生微粉[22-23]以及再生標(biāo)準(zhǔn)磚[24]是學(xué)者關(guān)注的重點，也從側(cè)面反映出在實際中，將建筑垃圾再生成微粉以及標(biāo)準(zhǔn)磚是可行且較為常見的。其次再生料的性能也是學(xué)者研究的重點，比如壓實度、強度等各方面的性能。大多研究結(jié)果也表明，建筑垃圾再生微粉以及標(biāo)準(zhǔn)磚的力學(xué)性能、物理性能及化學(xué)性能等各方面的性能是符合要求的，并提出形成建筑垃圾再生骨料產(chǎn)業(yè)鏈的建議，以便產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

在建筑垃圾管理的研究主題中，大多學(xué)者站在城市發(fā)展的立場上，從可持續(xù)發(fā)展的角度探究建筑垃圾減量化、資源化、長效機(jī)制等管理措施。隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，不少學(xué)者也開始探究建筑垃圾智能化管理，將BIM+GIS 技術(shù)[25]、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)[26]、3D 打印技術(shù)[27]、大數(shù)據(jù)平臺[28]等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)引入建筑垃圾管理，以提高建筑垃圾管理的效率和精度。

2.4.3 關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜分析

突現(xiàn)詞是指在某一時期內(nèi)使用頻率較高的關(guān)鍵詞，分析他們在不同時間內(nèi)出現(xiàn)頻率的突然變化，可以識別出研究的階段特征和趨勢，確定研究主題的歷史演進(jìn)與發(fā)展脈絡(luò)。圖4為按時間順序展現(xiàn)的關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜，呈現(xiàn)了1995年以來建筑垃圾處理研究熱點變化的趨勢，基于此將我國建筑垃圾處理研究劃分為4 個階段，分析每一階段的研究熱點和變化趨勢，為我國建筑垃圾處理研究的趨勢做出預(yù)測。

圖4 關(guān)鍵詞突現(xiàn)可視化圖譜

第一階段1995—2004年：這個階段是我國建筑垃圾的萌芽時期，發(fā)文量主要圍繞相關(guān)概念進(jìn)行探究，研究深度較為淺顯，如建筑垃圾、建筑廢渣是這個時期的突現(xiàn)詞。第二階段2005—2013年：從2005年開始，學(xué)術(shù)界的關(guān)注點開始轉(zhuǎn)向建筑垃圾的資源化研究，此階段的突現(xiàn)詞有再生資源、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、綜合利用、管理、回收利用。總體來說偏向于宏觀視角的理論研究，此階段的理論研究也為下一個階段的實踐探索奠定了良好基礎(chǔ)。第三階段2014—2018年：這個階段學(xué)者的關(guān)注點轉(zhuǎn)向建筑垃圾再生產(chǎn)品，從微觀視角來探究建筑垃圾再生產(chǎn)品以及再生產(chǎn)品各方面的性能，注重建筑垃圾的實用研究。強度、吸水率、抗壓強度、粉煤灰、公路工程是這一時期的突現(xiàn)詞。第四階段2018—2021年：這一階段反應(yīng)了建筑垃圾領(lǐng)域近幾年的研究熱點，也反應(yīng)了該領(lǐng)域未來的研究走向和趨勢，主要集中探究建筑垃圾資源化利用、處理現(xiàn)狀與路用性能。

其中建筑垃圾資源化及再生利用從2004年開始就一直貫穿于整個研究歷程，說明建筑垃圾資源化利用的探索已取得一定的成果，但缺乏突破性的研究成果，依然有較大的探索空間，未來仍要繼續(xù)探索。其次，2021年3月，國家發(fā)展改革委、科技部、住建部等10部門聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于“十四五”大宗固體廢棄物綜合利用的指導(dǎo)意見》，意見中指出：“加強建筑垃圾分類處理和回收利用，規(guī)范建筑垃圾堆存、中轉(zhuǎn)和資源化利用場所建設(shè)和運營，推動建筑垃圾綜合利用產(chǎn)品應(yīng)用。鼓勵建筑垃圾再生骨料及制品在建筑工程和道路工程中的應(yīng)用。”[29]由此可見國家對于建筑垃圾資源化及其再生產(chǎn)品管理的重視程度越來越高，建筑垃圾資源化、建筑垃圾再生骨料路用將是未來的研究熱點和趨勢。

3 研究結(jié)果與思考

基于文獻(xiàn)計量分析法，對1995—2021年中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫收錄的1 932 篇關(guān)于建筑垃圾研究的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，統(tǒng)計了年度發(fā)文量，借助科技文本挖掘Citespace 軟件，形成可視化知識圖譜，包括核心作者共現(xiàn)圖、發(fā)文機(jī)構(gòu)共現(xiàn)圖、關(guān)鍵詞聚類圖譜以及關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜，并對圖譜中的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。

通過分析年度發(fā)文量可知，2004年以前，我國建筑垃圾研究處于萌芽階段，相關(guān)研究成果較少，2004年以后，發(fā)文量開始陡增，2012年再次增加。發(fā)文量與國家對建筑垃圾的重視程度既政策發(fā)布情況緊密關(guān)聯(lián)。

通過分析研究作者共線網(wǎng)絡(luò)圖譜可知，建筑垃圾研究領(lǐng)域的核心作者數(shù)量較多，但學(xué)者之間缺乏交流與合作，尚未形成研究的核心作者群。

通過分析研究機(jī)構(gòu)共線網(wǎng)絡(luò)圖譜可知，研究此領(lǐng)域的研究機(jī)構(gòu)數(shù)量較多，前期大多是高校之間合作研究，后期逐漸出現(xiàn)高校與企業(yè)合作研究，這與產(chǎn)學(xué)研的趨勢相吻合，也與研究主題的趨勢相吻合。前期的研究主題大多以理論為主，后續(xù)的研究主題則轉(zhuǎn)向資源化、建筑垃圾再生料及性能等實用研究，這就需要與實際工相結(jié)合，進(jìn)而衍生了高校與建筑企業(yè)或建材公司互相合作、共同探究的局面。但與研究作者一樣，研究機(jī)構(gòu)之間仍未達(dá)成普遍性的研究合作，尚未形成跨院校、跨區(qū)域的研究共同體，缺乏合力研究。

通過分析關(guān)鍵詞共線網(wǎng)絡(luò)圖譜可知，建筑垃圾處理研究領(lǐng)域的高頻關(guān)鍵詞除了建筑垃圾和建筑廢棄物之外，資源化、再生骨料、循環(huán)利用、減量化等也是此研究領(lǐng)域的高頻詞。進(jìn)一步的關(guān)鍵詞聚類圖譜反應(yīng)出此領(lǐng)域的研究內(nèi)容較為廣泛，所篩選出的1 932 篇文獻(xiàn)形成了16 個聚類團(tuán)，既有宏觀視角的理論研究，如建筑垃圾管理的政策及法律法規(guī)、建筑垃圾資源化現(xiàn)狀、建筑垃圾管理制度等，也有從較為微觀視角的實踐研究，比如研究建筑垃圾路用、建筑垃圾再生骨料及其性能、建筑垃圾處理工藝。但現(xiàn)有成果泛而不精，尚未形成較為系統(tǒng)而又有深度的研究，研究深度有待拓展。

通過分析關(guān)鍵詞突顯圖譜可知，1995—2021年建筑垃圾領(lǐng)域的研究大體可以分為4 個階段，從第一階段到第四階段，學(xué)者從最初對建筑垃圾組成、相關(guān)概念的關(guān)注，發(fā)展到從宏觀視角分析政府管理、回收利用、再生資源等，再到微觀視角的建筑垃圾再生骨料性能及其性能的分析，最后關(guān)注資源化與路用性能。其中，建筑垃圾資源化及再生利用是貫穿于整個研究時期，并且也是今后此領(lǐng)域的熱門研究趨勢之一。

4 結(jié)束語

在綠水青山以及無廢城市的背景下，有必要回顧一下建筑垃圾處理研究領(lǐng)域已有的相關(guān)成果，分析該領(lǐng)域研究的熱點問題，總結(jié)特點，分析不足，提供建議。以CNKI 數(shù)據(jù)庫中1995—2021年發(fā)表的建筑垃圾相關(guān)的期刊論文為樣本，梳理研究趨勢、探討研究主題、總結(jié)研究特點，最后形成結(jié)論與思考，旨在為以后學(xué)者進(jìn)行建筑垃圾處理研究提供理論基礎(chǔ)，未來將結(jié)合國外期刊數(shù)據(jù)，進(jìn)一步探討國內(nèi)外建筑垃圾處理研究的相關(guān)數(shù)據(jù)對比。