杨星明

(兰州交通大学 土木工程学院，甘肃 兰州 730070)

随着科技的快速发展，道路工程领域的知识更新速度也越来越快，与路基工程相关的新理论、新方法、新技术、新工艺、新结构、新材料等不断涌现[1]，因此有必要对近5年路基工程的国内外研究工作进展情况进行梳理.Citespace是一款可视化的文献分析软件，目前已在社会学、统计学、医学等多个领域得到广泛运用，但在工程领域的运用较少.本文通过Citespace 软件，借助Web of Science核心数据库对国内外2016—2020年公路路基研究的热点、研究趋势进行分析，可为国内路基的研究提供参考.

1 资料与方法

1.1 资料来源与检索

以 Web of Science 核心合集为研究数据来源，采用主题——subgrade or roadbed or bed or substructure or foundation 和主题——road or highway，不限定语种和文献类型，设定检索时间范围为2016—2020年，进行文献资料的检索. 共获取研究文献1 487篇.每项结果以全纪录及引用的参考文献的纯文本格式下载[2].

1.2 数据处理与分析

将相关数据导入Citespace 5.7.R2(64-bit).参数设置：时间设定为2016—2020年，时间切片设置为1，主题词来源选择题目、摘要、作者、关键词、关键词ID，节点类型中依次选取作者、机构、国家、关键词、被引文献、作者，逐步进行共现分析 .

为使读者更好地理解本文，现将后文涉及的专有名词进行说明：中心度即中介中心度，强调该点在其他点之间的调节能力，同时作为其他点联系的桥梁.在网络分析中，衡量1个点作为桥的能力指标就是中心度[3]，中心度越高该点的媒介能力越强.

2 结果分析

2.1 年发文量分析

通过检索共获得公路路基文献1 487篇，通过人工筛选及CiteSpace去重，剩余文献1 397篇.年均发文量为279篇.从发文趋势来看，2016—2020年发文量整体呈上升趋势(见图1)，2020年发文量达到了386篇，为2016年的2倍.预计今后几年的发文量仍有上升的趋势.

图1 2016—2020年公路路基年发文量分析

2.2 发文期刊与被引期刊

发文量排名前五的期刊为：Transpor-TationResearchRecord(34篇)，Sustainability(32篇)，AdvancesinCivilEngineering(30篇)，InternationalJournalofPavementEngineering(30篇)，ConstructionandBuildingMaterials(29篇).其中Transpor-TationResearchRecord为道路工程专业期刊，属于JCR4区，CiteScore为1.8.由期刊收录数据可知：论文分布的主要期刊为土木工程学1 141篇，材料科学207篇；发文期刊较为分散，对于公路路基的研究面较广，并无核心的发文期刊.

期刊被引频次前五的期刊为：TransportationResearchRecord(330次)，ConstructionandBuildingMaterials(258次)，JournalofGeotechnicalandGeoenvironmentalEngineering(237次)，CanadianGeotechnicalJournal(191次)，JournalofMaterialsinCivilEngineering(181次).在CiteSpace得到节点数514、连线数546的期刊共被引图谱(见图2).

中心度前五的期刊为：WaterResourcesResearch(0.50)，SoilScienceSocietyofAmericaJournal(0.44)，JournalofTheamericanWaterResourcesAssociation(0.38)，EngineeringGeology(0.37)，EcologicalApplications(0.34).综合分析中心度排名前五期刊中的相关论文，主要涉及道路路基填料性能的研究.

图2 期刊共被引图谱

2.3 发文国家和机构

用Citespace软件选择Country(国家)分析，结果显示发文量前五的国家为中国、美国、澳大利亚、英国和加拿大，发文量分别为485、321、82、81、79篇.Citespace 中心度前五的国家为美国0.46、英国0.34、澳大利亚0.22、中国0.15、法国0.15.Citespace得到节点96、连线数92的国家合作关系图谱，如图3所示. 由图3可知：中美发文量虽然多，但其连线较少，说明中美两国与其他国家的合作还比较少；反观奥地利，在发文量上虽不如中美两国，但其连线较多，说明其注重与其他国家的合作.

图3 国家(地区)合作关系图谱

用Citespace软件选择Insitution(机构)分析，得到节点96、连线数92的研究机构合作关系图谱(见图4)，结果显示发文数量前五的发文机构是Changan Univ.(长安大学，52篇)，Chinese Acad Sci(中国科学院，40篇)，Southeast Univ.(东南大学，28篇)，Hohai Univ.(河海大学，20篇)，Tongji Univ.(同济大学，19篇).Citespace 中心度前五的为Changan Univ.(长安大学，0.21)，Chinese Acad Sci(中国科学院，0.15)，Southeast Univ.(东南大学，0.11)，Beijing Jiaotong Univ.(北京交通大学，0.11)，Tsinghua Univ.(清华大学，0.10).综合分析可知，无论是发文机构还是中心度，前五名机构均来自中国，均为我国土木工程学科强势院校，其中长安大学作为我国道路工程重点院校，长期从事公路路基研究，对我国公路的发展具有重大影响，其近年来在多年冻土、黄土、沙漠地区等特殊路基研究方面取得了重要成果.

图4 研究机构合作关系图谱

2.4 作者

用Citespace软件选择Auther(作者)分析，结果显示发文量前五的作者为：Arul Arulrajah (10篇)，Suksun Horpibulsuk(8篇)，Haibin Wei(6篇)，Leilei Han (6篇)，Junhui Zhang (4篇).Arul Arulrajah和Suksun Horpibulsuk教授均来自于Swinburne University of Technology(威斯本科技大学，澳大利亚)，其论文主要集中于固体废弃物在公路路基的回收利用，如对废旧轮胎、回收石膏板、咖啡渣、再生玻璃、再生混凝土的路用性能研究[4-8].来自吉林大学的Haibin Wei 、Qinglin Li教授主要集中于对季节性冻土区复合地基抗寒性能的研究[9-10].发文量第五来自长沙理工大学张军辉教授，其论文主要研究方向有建筑废弃物在公路路基中的回收利用[11]、路基永久变形的分析预测[12-13].Citespace得到节点235、连线194的作者合作关系图谱(见图5)，可以看到：作者之间的合作以校内为主，缺乏高校之间的交流合作.

图5 作者合作关系图谱

2.5 文献共被引

用Citespace软件选择Reference分析，得到节点数280，连线数447的作者与文献共被引图谱(见图6).共被引频次和中心度前5的文献见表1～2，共被引是指2篇文章被另一篇文章同时引用，则该2篇文章即为共被引[14].根据表1～2可知，共被引频次和中心度前五文献的研究内容均为公路路基方向，其中长沙理工大学张军辉教授所发文章无论在共被引频次还是中心度都名列前茅，由此可反应出张军辉教授团队对于公路路基有着出色的研究能力，也从侧面反映出长沙理工大学在道路工程方向强劲的科研能力.

图6 作者与被引文献共现图谱

2.6 热点与前沿

用Citespace软件选择Key words分析，得到节点数318、连线数426的关键词共现图谱(见图7).频次前5的是特性(behavior，116次)，模型(model，97次)，性能(performance，81次)，土(soil，67次)，系统(system，56次).中心度前5是发展(evolution，0.28),水文(hydrology，0.21)，运动(movement，0.20)，承载能力(bearing capacity，0.19)，水泥(cement，0.17).在关键词共现图谱的基础上选择Find clusters运行，运行完成后选择Label clusters with indexing terms 即可得出关键词聚类图谱(见图8).聚类是将多个密切相关的关键词聚合在一起，形成一个个不规则的区域，每个区域都有1个序号及名称，序号越小，聚类包含的关键词越多[15]，关键词聚类分析的结果见表3.

表1 2016—2020年共被引频次排名前5的被引文献

表2 共被引用中心度排名前5名的被引文献

表3 关键词聚类分析结果

图7 关键词共现图谱

图8 关键词聚类图谱

0#聚类主要研究内容为公路路基沉降分析，核心作者为长沙理工大学张军辉教授，其主要研究包括基于干涉雷达(INSAR)高速公路软土地基沉降监测、废弃建筑材料填充路基永久变形预测.

1#聚类主要内容为公路路基抗震性能研究公路路堤土液化性能研究，主要为在地震荷载下路堤土壤液化引起路基失稳，因此对土壤液化评价已成为众多研究者的重点研究对象，常用于土壤液化评价的试验有CPT、SPT及CPTU，代表作者为东南大学杜广印教授.

2#聚类研究为在修筑道路中对特殊路基的处理，主要包括对软土地基、膨胀土地基、冻土地区地基处理，核心作者为吉林大学魏海斌教授.

3#聚类研究为固体废弃物在路基中的应用，如电石渣、粉煤灰、炉渣、废旧轮胎、建筑废弃物等对路基性能的改善，代表性作者为Arul Arulrajah教授.

4#聚类研究内容为椰壳土工布，此种土工布是由椰子壳中的纤维聚合而成，相比其他天然土工布耐久性更强，能有效提高路基CBR值、减少路基沉降，此领域的核心作者为印度特里凡得琅大学Sayida M K教授.

选择Timezone view显示关键词动态演化，如图9所示.2016年是软土、红黏土、膨胀土、冻土的路基施工和处理；2017年是路基沉降、粉煤灰、固体废弃物路用性能研究；2018年是路基沉降变形、数值模拟、石灰改良；2019年是路基沉降变形、雷达检测、建筑废弃物；2020年是路基改良、数值模拟、建筑废弃物.预测未来的研究方向仍然是固体废弃物的路用性能研究.

图9 关键词动态前沿演化

3 结论

1) 本文反映公路路基的研究仍较为热门，发文量仍有上升的趋势.期刊主要来源于土木工程学、材料学相关期刊，收录最多的期刊是Transportation Research Record，为道路工程的专业期刊，有助于道路研究者追踪道路路基的最新研究及投稿选刊.

2) 中国是发文量最多的国家,其次是美国，中美发文量约全部发文量57.7%，但中美同其他国家合作较少，缺乏同其他各国的交流，反观澳大利亚及欧洲国家虽发文不多，但较为重视跨国合作.

3) 文献高产机构前5均来自于中国各高校及研究所，其中长安大学作为道路工程强势院校，无论在发文量以及中心度都名位列第一，同时也从侧面反应出长安大学得天独厚的教学资源、实验设施及对公路路基研究的重视.

4) 高产作者为澳大利亚的Arul Arulrajah 教授，其主要研究方向为固体废弃物在公路路基中的应用，我国的高产作者为吉林大学的魏海斌教授及长沙理工大学张军辉教授，研究方向分别为冻土本地区路基的保温及路基沉降预测.

5) 文献的共被引频次越高，中心度越大，更能展现出公路路基领域作者、文献、期刊的影响力，通过文献共被引分析，张军辉教授的文章共在被引和中心度上都名列前茅，表明张教授对于公路路基的研究得到认可，也从侧面反应了长沙理工大学道路工程学科的综合实力.

6) 本文通过对关键词的共现及聚类进行分析，近5年的研究热点为公路路基沉降分析、公路路基液化性能研究、特殊路基处理、固体废弃物、椰壳土工布在路基中的应用，对固体废弃物如电石渣、粉煤灰、炉渣、废旧轮胎、建筑废弃物的路用性能研究仍为今后几年的研究热点.