罗马,这座历史悠久的城市,其建筑并非如人们所想象的那样大规模使用大理石。实际上,石头、砖和混凝土才是罗马建筑的主要材料。尽管在奥古斯都时代和更早的时期,大理石曾被大量使用,但塞涅卡和普林尼等学者对当时社会对奢华材料的追求表示了批评。
罗马建筑的基石石灰华,石灰华是一种非常坚硬的大理石,是沉积岩的一种, 这种石材在塔尔皮亚岩石中尤为丰富,构成了罗马城古老的墙面和地下墓窟的主要部分。塔尔皮亚岩石的石灰华因其耐久性和美观性,成为了罗马建筑的标志性材料。
蒂沃利位于罗马以东大约30公里处,靠近特韦雷河的支流阿尼埃内河。蒂沃利附近的石灰华因其独特的物理特性而受到古罗马建筑师的青睐。这种石灰华具有多孔性,通常呈现白色或乳白色,并且在暴露于空气中后会变得更坚硬。
这些特性使得蒂沃利石灰华不仅容易加工成板材,而且适合用凿子开采,因此成为了罗马采石的首选材料。蒂沃利石灰华的这些特性在古罗马建筑中得到了充分的利用,如罗马斗兽场的部分建筑就是使用这种石灰华建造的,其轻质和隔热性能使得它成为建造大型建筑的理想材料。
除了石灰华,玄武岩也是罗马建筑中不可或缺的材料。玄武岩的使用在道路铺设上尤为突出。玄武岩是一种碱性岩石,与石灰华相比,它更加坚硬,因此在道路建设中具有更长的使用寿命。古罗马时期的玄武岩道路,尤其是亚壁古道是罗马工程技艺的典范。
亚壁古道最初由罗马执政官克劳迪亚斯·阿皮尤斯主导修建,始建于公元前312年,最初连接罗马城和卡普阿城,后来延伸至海港布林地西,全长约350英里(约563公里)。这条古道被称为“女王之路”,是罗马帝国最重要的道路之一。
(亚壁古道)
亚壁古道的建设采用了高标准的工程技术。道路的宽度因具体用途而有所不同,军事用途的大道可达到4至6米宽,而在道路与城门的接口处,宽度甚至可达15米以防止交通堵塞。道路的铺筑方式非常讲究,一般采用四层铺筑:最下层是用小石块、砂浆或粘土作地基;第二层是不透水层,用小卵石、碎石子、砖块和混泥土混和夯实;第三层用掺有石灰、沙子、水泥的优质混泥土铺在地基之上,并用机器磙压结实;最后一层则用凿刻平整的石块或碎石铺成,中间略微凸起,以便于雨水流向两旁。
亚壁古道的石板尺寸经过精确计算,拼合得非常紧密,石板被磨光磨平并切割成多边形,无需使用灰浆就能将它们拼合在一起,贴合得非常紧密,看起来像是一整块。这种精密的工艺使得道路即使在重载车辆的长期压力下,石板之间的连接处也没有分开或损坏。
卡拉拉地区的采石场历史悠久,其开采的大理石因其质地坚硬、色泽纯净而备受赞誉。卡拉拉大理石在古罗马时期就已被广泛使用,尤其是在奥古斯都时期,这种石材的使用达到了顶峰,君士坦丁大帝凯旋门便是其中的杰出代表之一。
君士坦丁大帝凯旋门位于罗马,建于公元315年,是为了纪念君士坦丁大帝在公元312年的米尔维安桥战役中战胜马克森提乌斯,从而统一帝国的伟业而建造的。这座凯旋门不仅是罗马城现存的三座凯旋门中年代最晚的一座,也是罗马雕塑艺术的杰作。
(君士坦丁大帝凯旋门)
凯旋门的建筑规模宏大,高21米,宽25.7米,进深7.4米。它的设计调整了高与阔的比例,横跨在道路中央,显得形体巨大。凯旋门的建筑材料主要是灰白色的卡拉拉大理石,这种材料的使用不仅赋予了凯旋门庄严的外表,也使得其在历经千年的风雨后依然保存完好。
卡拉拉大理石的使用在凯旋门上表现得淋漓尽致。凯旋门的表面装饰着精美的浮雕,这些浮雕不仅展示了历代皇帝的生平业绩,如安东尼、哈德连等,还有君士坦丁大帝的战斗场景。凯旋门的各个部分并非作为一个统一体而创作的,甚至其中的大部分构件是从过去的一些纪念性建筑上拆除过来的。尽管如此,凯旋门的整体结构依然显得和谐统一,这不得不归功于罗马建筑师的设计智慧和卡拉拉大理石的卓越品质。
埃及的采石场在罗马建筑中占有举足轻重的地位,特别是在罗马帝国时期,这些采石场为罗马建筑提供了大量高质量的石材。位于埃及东部沙漠的大蒙克劳狄娜采石场,自克劳狄大帝时代(公元41-54年在位)就开始生产角闪石花岗岩。这种石材因其硬度和耐久性而被广泛使用。
大蒙克劳狄娜采石场的石料通过奥斯蒂亚港口运送到罗马,被用于修建重要建筑,特别是大型圆柱。例如,蒂沃利的哈德良别墅、斯普利特的戴克里先宫和万神殿等著名建筑都使用了这种石材。这些材料的使用不仅体现了罗马建筑的实用性,还具有强烈的象征意义,代表了罗马帝国统治的南界。
此外,埃及的斑岩采石场也因其出产的“帝国紫”颜色的石材而闻名。这种石材被用于建造君士坦丁堡的柱子和石块,增加了建筑的装饰效果。在连接处,这些石材还需要覆盖镀金的铜质月桂花环(桂冠)以增加装饰效果。
在采石场,罗马石匠使用了一系列的工具和机械来提高采石效率。手工锯是最基本的工具之一,它通常由金属或硬木制成,边缘镶嵌有金刚砂或石英碎片以增加切割力。随着技术的发展,罗马人开始使用动力锯,这些锯子通过水流或动物力驱动,显著提高了石材的切割速度和精度。奥索尼厄斯在约370年的诗中描述了摩泽尔河附近的采石场,其中提到了利用溪流的动力来驱动锯子的场景。
在奥登林山的花岗岩采石场,罗马石匠们展示了他们高超的技艺。他们利用楔子和锯子进行石材的切割和打磨。楔子通常由硬木制成,通过楔入石材的裂缝中,然后浇水使其膨胀,从而将石材分裂成所需形状。这种方法在切割大块石材时尤为有效,因为它可以在不损坏石材整体结构的情况下进行精确切割。
石材的打磨和抛光也是采石过程中的重要环节。罗马石匠使用手工磨石和抛光工具,如由金刚砂和水制成的磨料,对石材表面进行打磨和抛光,以达到光滑如镜的效果。这些工具的使用使得石材的加工更加精细,满足了建筑装饰的高标准要求。
此外,罗马人在石材的运输和装卸方面也展现了他们的工程才能。他们使用雪橇、滑轮和牛群来长距离移动重石,这需要仔细的协调和规划,以确保运输过程顺利和成功。这些技术的应用,使得罗马时期的石材采石和加工技术在当时世界上处于领先地位,为后世的石材加工技术发展奠定了基础。
哈德良长城是罗马帝国在占领不列颠时修建的一道著名的防御工事,其建立始于公元122年,由罗马皇帝哈德良下令修建,作为罗马帝国的西北边界。这道长城的建立是哈德良皇帝在公元122年巡视不列颠后,为了保卫罗马帝国的占领地,防止北方的苏格兰部落的侵扰而下令建造的。长城的建设历时约6年,主要使用了三个罗马军团——第二奥古斯都军团、第六胜利军团和第二十“英勇”凯旋军团,以及一些罗马舰队成员。
(哈德良长城)
哈德良长城全长约120公里(73英里),从东海岸泰恩河口一直延伸到西海岸的索尔韦湾,高约4.6米(15英尺),底宽约3米,顶宽约2.1米。城墙上筑有堡垒、瞭望塔等设施,沿长城每一罗马英里(约1481米)建有一个强化防御的戍堡,每两个堡垒之间设有两座瞭望塔。长城南面建有一个土丘包围的深沟槽,称作Vallum,作为额外的防御工事。长城北侧还挖有一座深约10英尺(约3米)、宽28英尺(约8.5米)的V形沟。
在建设过程中,哈德良长城的设计经历了一些变化。最初的计划是建造一个石墙或草泥墙,每隔一罗马英里就有一个守卫门和两座观察塔,前面是一个宽而深的沟渠。在建设过程中,14个堡垒被加入,随后又增加了一个称为Vallum的土方工程。长城的建设不仅涉及军事人员,还涉及辅助单位和英国舰队。
哈德良长城的材料主要是石头和泥土,西段开始时用草泥建造,后来全部改用石块,共用约75万立方米的石头,这些石材主要来自当地的采石场。
石材的运输过程中,罗马人使用了一系列精心设计的工具和机械,如滑道运输和车辆运输。滑道是一种斜坡结构,可以通过斜面上的滑道将石料和木料滑下,从而降低了人力劳动的强度,提高了运输效率。此外,在运输大型石料和木料时,古代建筑者还使用了大型车辆,例如古代马车、牛车等,来运输石料和木料。
石材的装卸和运输过程中,罗马人会非常注意保护石材,以防止在运输过程中造成损伤。他们可能会使用滚木和雪橇来移动重石,以及使用杠杆原理来提升和放置石材。在石材的装卸过程中,他们会非常小心地操作,以确保石材不会因为吊装不当而受损。
为了确保哈德良墙的建造质量,罗马工程师和建筑师精心挑选了石材。他们选择了石英质粗砂岩,这种石材不仅坚硬,而且其韧性为砂浆提供了良好的骨架。这些石材往往需要从采石场运输到建筑工地,距离有时可达7-8英里。罗马人在运输石材时,会使用木方牢固钉架,以确保石材在运输过程中的稳定。
城墙的建造过程中,罗马工程师们采用了多种工程技术来克服地质和环境的困难。例如,长城要跨越河流,这要求建造桥梁或使用船只运输石材。此外,长城还要通过大段不毛之地,这不仅对石材的运输构成了挑战,也对施工人员的生活补给提出了要求。罗马人在哈德良长城沿线建立了大约10条主要的补给道路,这些道路与长城工地之间往返平行,便于物资的快速运输。