21世紀(jì)以來(lái)中國(guó)RAP材料歷程
——基于CiteSpace的定量分析

李碩LI Shuo；傅羽FU Yu；封志虎FENG Zhi-hu；侍壇濤SHI Tan-tao；董自明DONG Zi-ming；李家偉LI Jia-wei

（①江蘇海洋大學(xué)，連云港 222005；②連云港科創(chuàng)工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司，連云港 222000；③連云港市金泰公路工程有限公司，連云港 222100）

0 引言

隨著我國(guó)公路建設(shè)的飛速發(fā)展，公路運(yùn)營(yíng)里程逐年增加，且以瀝青混合料作為主要的路面結(jié)構(gòu)材料，但瀝青路面的設(shè)計(jì)使用年限較短，加上超載等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的存在，巨量的舊瀝青路面需要進(jìn)行及時(shí)的養(yǎng)護(hù)與維修，這必然產(chǎn)生大量的瀝青混合料回收料（reclaimed asphalt pavement，以下簡(jiǎn)稱RAP）。同時(shí)，瀝青、石料等原料價(jià)格逐年升高，極大提升了公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)成本；特別是在“碳達(dá)峰、碳中和”的政策背景下，更多學(xué)者將目光轉(zhuǎn)移到被刨銑下來(lái)的RAP上來(lái)。研究者主要以路用性能為出發(fā)點(diǎn)，針對(duì)RAP的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能等特性開(kāi)展了多元化高價(jià)值開(kāi)發(fā)研究[1]，為綠色道路建設(shè)提供了新的理論和技術(shù)支撐。然而，當(dāng)前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有被引較大的RAP綜述中[2]，多數(shù)文獻(xiàn)選擇從再生方式、應(yīng)用指南或再生過(guò)程等方面進(jìn)行闡述，但從整體角度分析研究發(fā)展進(jìn)程的文獻(xiàn)較少，學(xué)者難以準(zhǔn)確及快速地把握當(dāng)下已有成果和未來(lái)的發(fā)展方向。為了掌握本世紀(jì)以來(lái)中國(guó)RAP的研究發(fā)展現(xiàn)狀，為后期規(guī)劃的發(fā)展確定方向，本文以2000-2021年為研究時(shí)段，運(yùn)用CiteSpace知識(shí)可視化分析工具，從文獻(xiàn)趨勢(shì)、發(fā)文作者、發(fā)文來(lái)源、被引文獻(xiàn)、研究趨勢(shì)及熱點(diǎn)多方面對(duì)RAP材料的研究進(jìn)展及焦點(diǎn)等進(jìn)行分析，以期為后續(xù)研究提供參考與依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

首先，利用CNKI中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)，在“高級(jí)檢索”中跨庫(kù)選擇“期刊、論文”，檢索條件中的主題輸入“瀝青”+“RAP/回收料/銑刨料”，本文分析21世紀(jì)以來(lái)中國(guó)RAP材料的利用發(fā)展，故將時(shí)間范圍界定為2000-2021年（2022年數(shù)據(jù)不全暫不分析），以“精確”方式搜索；接著，在初次檢索的1984篇文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)仔細(xì)識(shí)別，手動(dòng)排除109篇無(wú)關(guān)文獻(xiàn)，最終得到有效文獻(xiàn)共1875篇，作為本文研究樣本。

1.2 研究方法

本文利用5.8.R3版本的CiteSpace知識(shí)可視化軟件作為文獻(xiàn)數(shù)據(jù)量化分析工具，將Refworks文件轉(zhuǎn)換成可識(shí)別的converted格式文件，時(shí)間跨度為2000-2021年，時(shí)間切片為1年，依次將作者、機(jī)構(gòu)和關(guān)鍵詞設(shè)置為節(jié)點(diǎn)，從合作作者、合作機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵詞共現(xiàn)及突現(xiàn)詞四個(gè)方面制作知識(shí)可視化圖譜，以便對(duì)RAP材料研究的進(jìn)程、焦點(diǎn)以及前沿領(lǐng)域進(jìn)行分析。

2 RAP研究現(xiàn)狀分析

2.1 發(fā)文量分析

發(fā)文量的變化在一定程度上可反映該研究領(lǐng)域受關(guān)注程度的變化趨勢(shì)[3]。因此，為了分析21世紀(jì)以來(lái)中國(guó)RAP材料領(lǐng)域的研究進(jìn)程，本文以中國(guó)知網(wǎng)上2000-2021年的年度發(fā)文量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，制作出以RAP材料為主題的發(fā)文量變化趨勢(shì)，如圖1所示。

圖1 2000-2021發(fā)文量變化趨勢(shì)

從時(shí)間發(fā)布上來(lái)看，有關(guān)RAP材料研究的文獻(xiàn)數(shù)量呈逐年增加趨勢(shì)。根據(jù)篩選文獻(xiàn)的年度分布情況，將其相關(guān)研究大致分為3個(gè)階段。

①2000-2006年為起步階段。中國(guó)在RAP的研究方面剛剛起步，每年發(fā)文量都較低。這與我國(guó)當(dāng)時(shí)對(duì)于廢料、回收料的利用認(rèn)識(shí)不足，有一定的關(guān)系。

②2007-2015年為爆發(fā)階段。在這近十年時(shí)間內(nèi)，RAP的發(fā)文量迅速增長(zhǎng)，這說(shuō)明了RAP材料逐步進(jìn)入廣大研究者的視野中，被研究者所關(guān)注。2006年，國(guó)家發(fā)改委聯(lián)合財(cái)政部與稅務(wù)總局發(fā)布的《國(guó)家鼓勵(lì)的資源綜合利用認(rèn)定管理辦法》對(duì)生產(chǎn)原料中摻有不低于30%的RAP的再生瀝青混合料實(shí)施稅收優(yōu)惠政策，07年《公路瀝青再生技術(shù)規(guī)范》的頒布，也極大刺激RAP的應(yīng)用與發(fā)展。

③2016-2021年為穩(wěn)步發(fā)展期。該階段的文獻(xiàn)數(shù)量呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，文獻(xiàn)數(shù)均維持在160篇以上。這說(shuō)明RAP材料的利用仍是眾多研究者所關(guān)心的領(lǐng)域。交通運(yùn)輸部于2021年發(fā)布的《2021年交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》顯示，我國(guó)公路養(yǎng)護(hù)里程已達(dá)514.4萬(wàn)公里，占總里程的99%。且在高等級(jí)公路中，瀝青混凝土路面約占80%，在龐大公路養(yǎng)護(hù)里程基數(shù)下，我國(guó)對(duì)瀝青混凝土路面的養(yǎng)護(hù)與維修工程仍以新瀝青、新集料為主，而舊路面銑刨下來(lái)的RAP并未得到很好利用，大多數(shù)的RAP都被集中堆放或填埋，這不僅占用了大量土地資源還會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成污染[4]，因此對(duì)于如何多元化高價(jià)值地應(yīng)用RAP材料仍沒(méi)有較好的解決辦法，需要研究者更深入、更全面地進(jìn)行探索。

2.2 發(fā)文來(lái)源分析

從文獻(xiàn)資源類(lèi)型看，如圖2所示，有472種期刊共刊登了1373篇關(guān)于RAP應(yīng)用研究的文獻(xiàn)，其中20種核心期刊刊登359篇，占期刊文獻(xiàn)的26.15%?？俏墨I(xiàn)較多的核心期刊有：《公路交通科技》16篇、《建筑材料學(xué)報(bào)》15篇、《中國(guó)公路學(xué)報(bào)》10篇、《北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》9篇；博士論文分布于8所高校中，共19篇；碩士論文分布于67所高校中，共483篇，其中重慶交通大學(xué)最多，共119篇。

圖2 文獻(xiàn)資源類(lèi)型

2.3 發(fā)文作者分析

從發(fā)文作者的共現(xiàn)圖譜中可分析在該領(lǐng)域中的核心作者及作者的合作情況。在圖3所示的作者共現(xiàn)圖譜中，節(jié)點(diǎn)代表作者，節(jié)點(diǎn)面積代表作者在該領(lǐng)域的發(fā)文量，節(jié)點(diǎn)大的發(fā)文量大。

圖3 2000-2021年作者合作網(wǎng)絡(luò)共現(xiàn)圖

從單個(gè)作者的發(fā)文量上看，節(jié)點(diǎn)較大的作者有郝培文、吳超凡和季節(jié)等人，但合作不多；從整體上看，作者分布較分散，雖有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，但合作結(jié)構(gòu)形式較為單一。以兩位節(jié)點(diǎn)較大，且有一定網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的郝培文和季節(jié)學(xué)者為例；從圖3可以看出，以季節(jié)為核心的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)最大，說(shuō)明該學(xué)者與他人合作較多。其中，索智、侯睿和徐世法等5位學(xué)者都在季節(jié)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)圖中，說(shuō)明他們都與季節(jié)有過(guò)研究交流。但長(zhǎng)安大學(xué)的郝培文學(xué)者與其并無(wú)連線，說(shuō)明兩者并無(wú)合作，從圖3中雖可看出5個(gè)較大的網(wǎng)狀合作結(jié)構(gòu)，但未形成明顯的聚類(lèi)，且相互間皆無(wú)合作，這可能主要受到區(qū)域與機(jī)構(gòu)的影響。從總體上看，國(guó)內(nèi)對(duì)RAP材料研究的學(xué)者隊(duì)伍仍需壯大，且學(xué)者們需要加強(qiáng)跨區(qū)域和機(jī)構(gòu)合作。

2.4 被引文獻(xiàn)分析

國(guó)內(nèi)核心期刊關(guān)于RAP材料研究文獻(xiàn)中被引次數(shù)最多的文獻(xiàn)是《冷再生瀝青混合料設(shè)計(jì)方法概述》，為120次；其余被引較高的文獻(xiàn)有：《再生瀝青混合料疲勞性能試驗(yàn)研究》、《泡沫瀝青混合料物理力學(xué)特性的試驗(yàn)研究》、《廠拌熱再生瀝青技術(shù)在廣佛高速公路路面大修工程的應(yīng)用》、《廠拌熱再生瀝青混合料力學(xué)性能試驗(yàn)研究》，分別為92、85、78、77次。其中《冷再生瀝青混合料設(shè)計(jì)方法概述》[5]一文從材料評(píng)價(jià)、混合料設(shè)計(jì)以及乳化瀝青再生混合料設(shè)計(jì)方法三方面系統(tǒng)介紹了RAP材料在冷再生工藝時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)，并結(jié)合國(guó)外乳化瀝青再生混合料設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用研究，提出適合中國(guó)的RAP材料的設(shè)計(jì)指標(biāo)和應(yīng)用指南，為其發(fā)展提供扎實(shí)的理論指導(dǎo)。以上5篇文獻(xiàn)多從RAP的再生性能指標(biāo)出發(fā)，主要研究其應(yīng)用的變異性，可見(jiàn)想要大規(guī)模高價(jià)值應(yīng)用RAP材料，其變異性是關(guān)鍵所在。

3 研究熱點(diǎn)與趨勢(shì)分析

突現(xiàn)詞是指在眾多關(guān)鍵詞內(nèi)，某個(gè)發(fā)生了快速頻次增長(zhǎng)的詞?？山柚滑F(xiàn)詞來(lái)揭示主題的未來(lái)研究趨勢(shì)和前沿領(lǐng)域。因此本文以2000-2021年的文獻(xiàn)為數(shù)據(jù)源，以關(guān)鍵詞為節(jié)點(diǎn)類(lèi)型，利用CiteSpace中的“burstness”對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行突現(xiàn)詞分析，從而繪制關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖，如圖4所示。

從圖4中可知，在2000-2006年，雖在期刊上已有RAP相關(guān)文章發(fā)表，但未形成突現(xiàn)詞，說(shuō)明此時(shí)對(duì)其研究，我國(guó)還未形成體系。

圖4 2000-2021年關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖

在2007-2017年，共出現(xiàn)10個(gè)突現(xiàn)詞，分別是冷再生、再生機(jī)理、乳化瀝青、應(yīng)用、老化、施工工藝、再生技術(shù)、試驗(yàn)研究、級(jí)配和水穩(wěn)定性。在該階段，RAP材料的研究主要是從試驗(yàn)研究和實(shí)際工程出發(fā)。

在2018-2021年，我國(guó)RAP的研究開(kāi)始從實(shí)際工程向路用性能研究發(fā)展。出現(xiàn)的突現(xiàn)詞有性能評(píng)價(jià)、低溫性能、空隙率和流變特性。廠拌熱再生作為RAP最普遍的利用方式，但過(guò)高的拌合溫度會(huì)導(dǎo)致RAP材料的進(jìn)一步老化，為了解決這一問(wèn)題，目前有些研究者將目光投向冷再生技術(shù)領(lǐng)域[6]，因此低溫性能成為了當(dāng)今的熱點(diǎn)?？障堵首鳛榕袛嗦访鎵簩?shí)度的重要指標(biāo)，其作為突現(xiàn)詞在RAP領(lǐng)域出現(xiàn)，進(jìn)一步說(shuō)明了路用性能是RAP材料研究的關(guān)鍵所在。

4 結(jié)語(yǔ)

本文利用CiteSpace對(duì)2000-2021年的碩博論文和期刊在RAP研究的相關(guān)文獻(xiàn)分析，得出以下結(jié)論：①?gòu)陌l(fā)文量上看，在2000-2006年，RAP研究處于起步階段，發(fā)文量較少。在2007-2015年的9年時(shí)間里，由于國(guó)家對(duì)再生材料利用的重視及相關(guān)政策的引領(lǐng)，RAP材料受到學(xué)者們的廣泛關(guān)注，為其研究的爆發(fā)階段。此后，關(guān)于RAP材料研究的文獻(xiàn)數(shù)均保持在160篇以上，其定量研究勢(shì)必成為道路建設(shè)的一個(gè)新熱點(diǎn)。②從發(fā)文作者上看，作者分布較分散，雖有一定網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，但未形成明顯聚類(lèi)。此外，國(guó)內(nèi)RAP材料研究的學(xué)者隊(duì)伍仍需壯大，且學(xué)者們需要加強(qiáng)跨區(qū)域和機(jī)構(gòu)合作。③初始階段，RAP的研究主要是從試驗(yàn)研究和實(shí)際工程出發(fā)，研究者們依托試驗(yàn)段進(jìn)行了大量的工程應(yīng)用，對(duì)RAP的配合比及力學(xué)性能開(kāi)展了研究。在熱點(diǎn)穩(wěn)定發(fā)展期，開(kāi)始從實(shí)際工程向路用性能研究發(fā)展。而如何實(shí)現(xiàn)再生材料高價(jià)值多元化利用仍會(huì)是未來(lái)長(zhǎng)期的研究重點(diǎn)。