我国建筑垃圾处理研究进展与趋势——基于Citespace可视化分析

杨月，吕龙，王玲玲，董凯迅，刘茜

（云南大学建筑与规划学院，云南昆明 650500）

随着城市化进程的加快，旧城改造和新城建设进行得如火如荼,过程中产生了大量的建筑垃圾，据相关数据显示，我国每年建筑垃圾的产量已占到城市垃圾总量的30%~40%,而绝大多数城市的建筑垃圾采用露天堆放或简单填埋的方式处理[1]，不仅占用了城市发展的大量用地空间，而且对周围的土壤、空气、地上水和地表水造成持续性的严重污染。政府多次出台相关政策和意见，以促进建筑垃圾的减量化、资源化、无害化发展，学术界对建筑垃圾处理也开展了大量研究工作，建筑垃圾处理引起了社会的广泛关注。

鉴于建筑垃圾处理的重要性，以CNKI 中国知网数据库中的期刊论文为数据来源，借助文献计量分析软件Citespace 对建筑垃圾研究的相关文献进行定量分析，并在此基础上进行定性分析，以直观的方式揭示建筑垃圾研究领域的基本特征、演化历程及前沿热点，以期对建筑垃圾管理及其治理问题以及未来的研究方向有更深入的宏观把握。

1 研究方法与数据来源

1.1 数据来源

研究数据来源于CNKI 中国知网期刊数据库，数据收集时间为2021年5月19日，利用中国知网的高级检索功能，以“建筑垃圾”OR“建筑废弃物”为篇名检索1995—2021年的中文期刊，共检索到2 433 篇文献，为了保证数据的准确性以及分析结果的可靠性，通过手动筛选，剔除条件不符或信息不全的文献，最终得到有效文献1 932 篇。

1.2 研究方法

运用Ctespace 文献分析软件对检索到的1 932 篇文献绘制相关图谱进行分析。Citespace“引文空间”是美国著名华裔学者陈超美开发的一款信息可视化软件，基于Java 环境来计量和分析科学文献数据，以知识领域为研究对象，通过绘制科学和技术领域发展的知识图谱，直观地揭示科学知识领域所呈现的结构和规律[2]。该方法最初用于教育学、管理学等专业，但随着多学科交叉的趋势，该软件逐渐被应用于各大学科领域，比如社会学、经济学等，然而在建筑垃圾处理方面的运用为数不多。目前国内对于建筑垃圾处理相关研究的文献数以千计，却缺乏对已有研究成果的系统性分析。因此，运用Citespace 软件分析建筑垃圾处理领域历年文献，进而对年发文量、核心作者、研究机构、关键词等数据信息进行统计，解读我国建筑垃圾研究领域的基本特征、演进历程和前沿热点。

2 研究结果分析

2.1 年度发文统计特征

通过对建筑垃圾处理的相关文献进行年度发文量统计发现，从1995年以来，该领域论文数量总体呈上升趋势，具体如图1所示，并且其研究的发展趋势与国家对建筑垃圾的重视程度既政策发布情况紧密关联。此期间具体又可分为以下3 个阶段。

图1 建筑垃圾处理年度发文量统计图

第一个阶段是1995—2004年。这一时期是建筑垃圾处理研究的初步发展阶段，年度相关发文量较少，统计图走势趋于平缓。随着市场经济体制的建立，我国的建筑业开始迅猛发展，大家的关注点集中于建筑业的发展，对于其随之产生的建筑垃圾并未过多关注，建筑垃圾相关问题未能受到重视。

第二个阶段是2005—2011年。这一时期是建筑垃圾处理研究的上升发展阶段，相关文献数量较之前有明显的增加。2005年成为转折点的重要原因之一是在2005年3月，国家建设部发布了《城市建筑垃圾管理规定》，为建筑垃圾处理提供了法律依据与法律保障。而建筑垃圾的相关研究成果亦于此后开始逐年增多，国家政府部门对建筑垃圾的管理逐步重视引起了学术界的关注。

第三个阶段是2012—2013年。这一时期是建筑垃圾处理研究的迅猛发展阶段，年度发文量出现了激增的情况。其中一个重要原因是2012年党的十八大会议上明确提出要大力推进生态文明建设，促进资源节约和循环经济发展，有关部门对建筑垃圾的综合利用提出全方位的建设性意见。至此，学术界也纷纷响应国家政策，开始大力探究建筑垃圾处理等相关话题。

2.2 发文作者统计特征

通过分析建筑垃圾处理研究领域的作者发文量可以看出此领域的核心作者和学科带头人。用Citespace对建筑垃圾研究领域的发文作者进行统计分析，发文量在10 篇以上的有3 人，分别是陈鸣明12 篇，陈家珑11 篇，丁志坤11 篇，发文量在5 篇及以上10 篇以下的有26 人。根据普莱斯特定律计算核心作者最低发文量[3]，计算公式为:M=0.749，其中Nmax表示单一作者最多发文量，本次研究中为12 篇，将其带入公式可以得到建筑垃圾处理研究领域的核心作者最低发文量为：

对结果四舍五入取整数后认为发文数量在3 篇及以上的作者可视为核心作者，根据统计，符合这一要求的作者有94 位。同样，根据普赖斯定律，当核心作者的发文数量达到论文总数的50%左右时，则可认定在该研究领域形成了核心作者群。这94 名核心作者发文量有410 篇，占所选定文献总数的21.2%，显然在建筑垃圾研究领域还未形成核心作者群。

由此可见，虽然我国建筑垃圾处理领域的研究开始较早，1995年就有相关文献，发展至今文献数量也较为可观，但是还没有形成核心作者群。图2显示为发文量在3 篇及以上的核心作者共线网络图，由图2可以看出，在建筑垃圾处理领域尚未形成成熟的合作研究团队，除少部分研究者之间存在合作发文情况外，核心作者间合作发文情况较少，专门研究此领域的团队也较少，学者之间交流与合作程度不高，阻碍了建筑垃圾处理研究成果的形成。

图2 核心作者可视化图谱

2.3 研究机构统计特征

在建筑垃圾处理研究领域发表过文献的研究机构总计566 家，图3是在该领域发文量超过3 篇的研究机构可视化图谱。总体来看，建筑垃圾处理研究领域的发文机构主要是建筑类和工业类的高校，或是高校里的土木类和公路类院系。其中发文最多的是重庆大学建设管理与房地产学院和深圳大学土木工程学院，各发文21 篇，其次是长安大学公路学院，发文13 篇，具体见表1。总体而言，建筑垃圾领域较为核心的研究机构尚未成熟，同时极少有跨机构合作发文，主要研究机构之间普遍缺乏合作。可见我国建筑垃圾处理研究相对孤立且封闭，仍未达成普遍性的研究机构合作，尚未形成跨院校、跨区域的研究共同体，缺乏合力研究。

表1 机构发文统计表

图3 发文机构可视化图谱

2.4 关键词分析

关键词是一篇文献的核心与精髓，是对研究内容的高度凝练与概括，更是文献计量研究的重要指标。将从高频关键词、关键词聚类图谱、关键词突现图谱3 个方面对检索到的1 932 篇文献进行绘图并分析。

2.4.1 高频关键词分析

用Citespace 分析得到的关键词频次可以在一定程度上反应该领域的研究热点，高频关键词的中心性反应了该关键词在整个共线网络中的重要程度，中心性越大，则表示该关键词与其他关键词的联系越紧密，其研究的关联度越高[4]。表2展示了频次前20 的关键词，其中“应用”、“循环经济”、“再建筑垃圾处理”等关键词的频数并不大，但中心性很大，是建筑垃圾处理研究领域的热点问题。除了检索词“建筑垃圾”与“建筑废弃物”的频数最大外，该领域主要注重建筑垃圾资源化、建筑垃圾的再生利用等方面的研究，再生建材主要关注再生混凝土以及再生建材的性能，比如抗压强度。其次建筑垃圾减量化也是学者较为关注的研究热点。

表2 高频关键词前20

2.4.2 关键词聚类图谱分析

基于对高频关键词的统计分析，进一步进行关键词聚类分析发现，我国建筑垃圾处理领域的研究热点主要分布在#0 管理、#1 路用性能、#2 垃圾、#3 压实度、#4 强度、#5 循环利用、#6 建筑垃圾处理、#7 建筑废弃物、#8 综合利用、#9 再生微粉、#10 标准砖、#11 城市建筑垃圾、#12 混合再生料、#13 路基填料、#14 性能影响、#15 公路路基等16 个细分领域，这16 个关键词聚类构成了我国建筑垃圾领域的研究热点框架。结合文献进一步分析聚类结果，可以按照研究主题将16 个细分研究领域划分为四大研究主题，分别为建筑垃圾路用、建筑垃圾再生、建筑垃圾再生材料性能和建筑垃圾管理，具体分类如表3所示。

表3 关键词聚类

在建筑垃圾路用的主题中，由于道路路基的填料具有用量大、要求低的特点，建筑垃圾再生材料的性能能满足路基填料的要求。因此将建筑垃圾再生材料作为路基填料应用于道路工程是处理建筑垃圾的一种经济环保方法，既节省了对天然砂石的开采，又使得建筑垃圾实现了废物利用，研究建筑垃圾在公路工程中的应用具有较高的实用价值。一类学者通过实验探究建筑垃圾再生料作为路基填料的最适参入量，即在路基填料中加入多少建筑垃圾再生料能使道路的综合性能达到最高[5-6]。而另一类学者则是探究建筑垃圾填筑路基的施工工艺，分别从建筑垃圾加工与堆放、基底处理、运输、布料与整平、碾压等方面.对建筑垃圾填筑高速公路路基施工技术进行相关分析和研究[7-9]。

建筑垃圾循环利用的主题中，大多学者以循环经济和绿色经济为理论指导，从宏观视角对比我国与发达国家建筑垃圾资源化的现状、政策法规、管理机制等内容，通过对比分析出我国建筑垃圾资源化存在的问题，以期借鉴发达国家的做法，如日本[10-11]、德国[12]、丹麦、新加坡[13]、美国[14]等国家。其中研究比较多的是日本，在关键词突显的词频分析中“日本”出现了两次。有些学者则从中观角度来探讨某个地区或城市建筑垃圾资源化的现状、存在的问题以及解决方法，如深圳[15]、北京[16-17]、河南[18]、上海[19]、济南[20]、绵阳[21]等地。

在建筑垃圾再生料的主题中，再生微粉[22-23]以及再生标准砖[24]是学者关注的重点，也从侧面反映出在实际中，将建筑垃圾再生成微粉以及标准砖是可行且较为常见的。其次再生料的性能也是学者研究的重点，比如压实度、强度等各方面的性能。大多研究结果也表明，建筑垃圾再生微粉以及标准砖的力学性能、物理性能及化学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产业链的建议，以便产生更大的经济效益和环境效益。

在建筑垃圾管理的研究主题中，大多学者站在城市发展的立场上，从可持续发展的角度探究建筑垃圾减量化、资源化、长效机制等管理措施。随着大数据时代的到来，不少学者也开始探究建筑垃圾智能化管理，将BIM+GIS 技术[25]、物联网技术[26]、3D 打印技术[27]、大数据平台[28]等先进科学技术引入建筑垃圾管理，以提高建筑垃圾管理的效率和精度。

2.4.3 关键词突现图谱分析

突现词是指在某一时期内使用频率较高的关键词，分析他们在不同时间内出现频率的突然变化，可以识别出研究的阶段特征和趋势，确定研究主题的历史演进与发展脉络。图4为按时间顺序展现的关键词突现图谱，呈现了1995年以来建筑垃圾处理研究热点变化的趋势，基于此将我国建筑垃圾处理研究划分为4 个阶段，分析每一阶段的研究热点和变化趋势，为我国建筑垃圾处理研究的趋势做出预测。

图4 关键词突现可视化图谱

第一阶段1995—2004年：这个阶段是我国建筑垃圾的萌芽时期，发文量主要围绕相关概念进行探究，研究深度较为浅显，如建筑垃圾、建筑废渣是这个时期的突现词。第二阶段2005—2013年：从2005年开始，学术界的关注点开始转向建筑垃圾的资源化研究，此阶段的突现词有再生资源、循环经济、综合利用、管理、回收利用。总体来说偏向于宏观视角的理论研究，此阶段的理论研究也为下一个阶段的实践探索奠定了良好基础。第三阶段2014—2018年：这个阶段学者的关注点转向建筑垃圾再生产品，从微观视角来探究建筑垃圾再生产品以及再生产品各方面的性能，注重建筑垃圾的实用研究。强度、吸水率、抗压强度、粉煤灰、公路工程是这一时期的突现词。第四阶段2018—2021年：这一阶段反应了建筑垃圾领域近几年的研究热点，也反应了该领域未来的研究走向和趋势，主要集中探究建筑垃圾资源化利用、处理现状与路用性能。

其中建筑垃圾资源化及再生利用从2004年开始就一直贯穿于整个研究历程，说明建筑垃圾资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，依然有较大的探索空间，未来仍要继续探索。其次，2021年3月，国家发展改革委、科技部、住建部等10部门联合发布了《关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》，意见中指出：“加强建筑垃圾分类处理和回收利用，规范建筑垃圾堆存、中转和资源化利用场所建设和运营，推动建筑垃圾综合利用产品应用。鼓励建筑垃圾再生骨料及制品在建筑工程和道路工程中的应用。”[29]由此可见国家对于建筑垃圾资源化及其再生产品管理的重视程度越来越高，建筑垃圾资源化、建筑垃圾再生骨料路用将是未来的研究热点和趋势。

3 研究结果与思考

基于文献计量分析法，对1995—2021年中国知网数据库收录的1 932 篇关于建筑垃圾研究的文献数据进行整理，统计了年度发文量，借助科技文本挖掘Citespace 软件，形成可视化知识图谱，包括核心作者共现图、发文机构共现图、关键词聚类图谱以及关键词突现图谱，并对图谱中的数据进行了分析。

通过分析年度发文量可知，2004年以前，我国建筑垃圾研究处于萌芽阶段，相关研究成果较少，2004年以后，发文量开始陡增，2012年再次增加。发文量与国家对建筑垃圾的重视程度既政策发布情况紧密关联。

通过分析研究作者共线网络图谱可知，建筑垃圾研究领域的核心作者数量较多，但学者之间缺乏交流与合作，尚未形成研究的核心作者群。

通过分析研究机构共线网络图谱可知，研究此领域的研究机构数量较多，前期大多是高校之间合作研究，后期逐渐出现高校与企业合作研究，这与产学研的趋势相吻合，也与研究主题的趋势相吻合。前期的研究主题大多以理论为主，后续的研究主题则转向资源化、建筑垃圾再生料及性能等实用研究，这就需要与实际工相结合，进而衍生了高校与建筑企业或建材公司互相合作、共同探究的局面。但与研究作者一样，研究机构之间仍未达成普遍性的研究合作，尚未形成跨院校、跨区域的研究共同体，缺乏合力研究。

通过分析关键词共线网络图谱可知，建筑垃圾处理研究领域的高频关键词除了建筑垃圾和建筑废弃物之外，资源化、再生骨料、循环利用、减量化等也是此研究领域的高频词。进一步的关键词聚类图谱反应出此领域的研究内容较为广泛，所筛选出的1 932 篇文献形成了16 个聚类团，既有宏观视角的理论研究，如建筑垃圾管理的政策及法律法规、建筑垃圾资源化现状、建筑垃圾管理制度等，也有从较为微观视角的实践研究，比如研究建筑垃圾路用、建筑垃圾再生骨料及其性能、建筑垃圾处理工艺。但现有成果泛而不精，尚未形成较为系统而又有深度的研究，研究深度有待拓展。

通过分析关键词突显图谱可知，1995—2021年建筑垃圾领域的研究大体可以分为4 个阶段，从第一阶段到第四阶段，学者从最初对建筑垃圾组成、相关概念的关注，发展到从宏观视角分析政府管理、回收利用、再生资源等，再到微观视角的建筑垃圾再生骨料性能及其性能的分析，最后关注资源化与路用性能。其中，建筑垃圾资源化及再生利用是贯穿于整个研究时期，并且也是今后此领域的热门研究趋势之一。

4 结束语

在绿水青山以及无废城市的背景下，有必要回顾一下建筑垃圾处理研究领域已有的相关成果，分析该领域研究的热点问题，总结特点，分析不足，提供建议。以CNKI 数据库中1995—2021年发表的建筑垃圾相关的期刊论文为样本，梳理研究趋势、探讨研究主题、总结研究特点，最后形成结论与思考，旨在为以后学者进行建筑垃圾处理研究提供理论基础，未来将结合国外期刊数据，进一步探讨国内外建筑垃圾处理研究的相关数据对比。