Romeinse techniek: aquaducten, wegen en beton

Boven op de Pont du Gard daalt het waterkanaal slechts 2.5 cm over 456 m: een helling van ongeveer 1 op 18 000.

Water dat 50 km bergafwaarts stroomt

Een Romeins aquaduct bestaat meestal niet uit de hoge bogen die mensen zich voorstellen. Het is een overdekt stenen kanaal dat uitsluitend met zwaartekracht water van een bron naar een stad voert. Daarom moet elke meter zacht aflopen. Het eerste aquaduct van Rome, de Aqua Appia uit 312 v.Chr., was ongeveer 16.6 km lang. Op ongeveer 90 meter na lag het helemaal ondergronds. Bogen werden alleen gebruikt waar de route een dal moest oversteken. De Pont du Gard in Zuid-Frankrijk voert het meer dan 50 km lange aquaduct van Nîmes, gebouwd in de 1e eeuw n.Chr., over de Gardon. Hij steekt 48.77 meter boven de rivier uit. De ingenieurs varieerden de helling langs de route. Met één gelijkmatige helling zou de brug onhaalbaar hoog zijn geworden; door de helling aan te passen konden ze de brug ongeveer 6 meter lager maken.

Landmeters zetten deze hellingen uit met eenvoudige instrumenten. Vitruvius beschrijft de chorobates, een lange houten tafel met watergootjes en schietloden om het horizontale vlak te bepalen, en de groma, een kruis op een paal om rechte lijnen en rechte hoeken uit te zetten. In de stad stroomde het water naar verdeelbekkens en vervolgens door loden leidingen. Het Latijnse woord voor lood, plumbum, gaf het Engels het woord plumber. Sextus Julius Frontinus, in 97 n.Chr. aangesteld als waterbeheerder, schreef een boek over de watervoorziening van Rome. Daarin beschrijft hij de negen aquaducten van zijn tijd, klaagt hij over illegale aftakkingen waarmee water werd gestolen en vergelijkt hij de aquaducten gunstig met de ‘nutteloze piramiden’ van Egypte.

Waarom bogen blijven staan

Steen is heel sterk onder druk, maar zwak onder trek. Een platte stenen balk over een opening buigt, waardoor de onderkant uit elkaar wordt getrokken. Daarom kunnen balken maar korte afstanden overspannen. Een boog zet de belasting om in druk. Elke wigvormige boogsteen drukt op de stenen ernaast. Het gewicht wordt langs de kromming naar beneden naar de pijlers geleid. Tijdens de bouw kan een boog niet zelfstandig staan. Bouwers laten de stenen daarom rusten op een gebogen houten ondersteuningswerk, een formeel. Zodra de sluitsteen bovenaan is geplaatst, kan het formeel weg en draagt de boog zichzelf. De Romeinen vonden de boog niet uit, maar gebruikten hem op enorme schaal, in boven elkaar geplaatste rijen zoals bij de Pont du Gard.

Wegen

De aanleg van de Via Appia, de ‘koningin der wegen’, begon in 312 v.Chr. onder censor Appius Claudius Caecus, dezelfde man die achter het eerste aquaduct zat. De weg liep over 132 Romeinse mijl, ongeveer 195 km, van Rome naar Capua en werd later verlengd tot Brundisium, in de hak van Italië. Romeinse wegen werden in de eerste plaats voor legers gebouwd: zo recht als het terrein toeliet, met een bol wegdek zodat regenwater naar sloten aan de zijkanten liep. Schoolboeken tonen vaak een keurige doorsnede met vier lagen. Dat model komt echter uit Vitruvius' beschrijving van vloeren. Opgegraven wegen verschillen sterk naargelang de plaatselijke steensoorten en bodem. Stenen mijlpalen langs de weg gaven de afstand tot de stad aan.

Beton

Romeins beton, opus caementicium, werd vanaf ongeveer 150 v.Chr. op grote schaal gebruikt. Het bestond uit kalk gemengd met vulkanische as, vooral uit de omgeving van Pozzuoli bij Napels, en stukken steen of baksteen. Het werd in lagen aangebracht in plaats van gestort. Het kon zelfs onder water uitharden, waardoor bouwers havens in open zee konden aanleggen. Het indrukwekkendste bouwwerk ervan is de koepel van het Pantheon in Rome, voltooid onder Hadrianus rond 125 n.Chr. De koepel overspant ongeveer 43 meter en is nog steeds de grootste koepel van ongewapend beton ter wereld. Hoger in de koepel gebruikten bouwers lichtere stenen in het mengsel, zodat de koepel minder woog waar hij het dunst was.