17.3　马车时代、特尔福德和麦克亚当

17.3　马车时代、特尔福德和麦克亚当

在18世纪下半叶，人们已经可以看到公路系统有了普遍的改善，虽然这仍不能满足快速增长的交通的需要。在英国，根本没有培训工程师的中央教育系统，土木工程师们就在道路上训练他们的学生。工业革命要求有价廉而快速的货物运输。苏格兰在1715年反叛后，韦德（Wade）将军修建的一套军用道路系统起了很好的作用（图299），但英格兰的道路状况却常受批评。1749年，沙普利（John Shapleigh）在《公路——一篇控诉教区道路难行的文章》（Highways...a treatise showing the hardship and inconvenience of presenting or indicating parished）中，指出了严责玩忽职守的督察和其他官员的困难。这一时期的一幅漫画描绘了公共马车旁一名装着一条木腿的水手，当车夫问他是否想搭车时，水手答道“不，我正急着赶路呢”。扬（Arthur Young）在他的《贯穿英格兰北部的六个月旅行》（Six Months'Tour through the North of England，1770年）中谈到了“地狱”般的威根路。运输的成本在货物价格中占很大比重，要将木材花一年时间运到海边也并不罕见。相比之下，像莫里茨（Moritz，1782年）那样的德国访问者，倒发现伦敦周围的道路无比之好。

到这个时候，一些较早的英国道路法令已在1766年的《道路法》（Road Act）中具体体现出来（边码524），道路收费制度普遍被人们接受，而且只要部分收益用于道路的养护，法律就允许委托收费站（trust）征收通行费。在查理二世（Charles Ⅱ）统治期间（1663年），大北路上的第一条收税路得到批准。在1720年和1730年间，共有71条收税路法规出台。到1829年，已建立了3783个委托公路收费站，覆盖了大约2万英里的公路。这些收费站的建立并没有全部经过审查，它们是旅行者的痛苦，而绕过小道逃避税收则是一种最受人欢迎的方式。尽管如此，长期以来委托收费站都被作为令人憎恶的法定劳动力制度的最佳继承者。的确，在1760年前后，道路和桥梁的数量开始增加，质量也变得越来越好。1809年，这些委托收费站花在道路维修方面的费用已超过200万英镑。在这些道路上，第一批蒸汽车辆实现了实验性行驶。

收税路及委托收费站的失败原因，主要是由于不良的管理和沉重的资金负担。在伦敦—霍利黑德路上有23个委托收费站，收到的钱只有一半用在道路上，而委托收费站的债务却在增加。到19世纪，税收扼杀了道路建设的自发力量。1829年，负责1119英里道路的委托收费站的支出为每英里85英镑，相比之下收入则为每英里73英镑。当1835年的《通用公路法》（General Highways Act）创立了一个新的负责公路建设的教区组织，并废除了法定劳动力制度并安排了道路维护，委托收费站的统治就告终止了。

不论对收税路和委托收费站有什么责难，它们的确帮助创建了一套更好的道路系统。这明显源于交通量的增长，使定期的马车运输服务成为可能。由梅特卡夫（Metcalf）、特尔福德和麦克亚当修筑的新路面，减少了道路的拱曲并使其都能正常地排水，这样就很少出现马车倾覆，马车的速度也随着安全性的提高成比例地增加。

到1834年，与法国邮件马车每小时6英里的速度相比，英国的马车则以平均每小时9—10英里的速度行驶。严寒天气是造成交通混乱的唯一重大原因。英国于1784年启动了一项经严格安排的邮件马车系统，武装警卫保护马车免遭路盗的抢劫，并且实现了很高的速度。邮件在12小时内就可从伦敦送到伯明翰，或在17.25小时内送达埃克塞特。如今，速度又回到受马的能力所限的状况中来。

令人惊奇的是，我们读到了1837年在英国对马车速度的一些抗议，即由于货物堆在车辆上使旅行变得前所未有地危险，而且改善了的道路又会诱惑人们快速前行。这些更好的路面是一些伟大的英国道路工程师的创造，他们为收税路上的委托收费站和政府工作。

特尔福德（1757—1834）原来是一名学徒期满的石匠，他是当时那一代伟大工程师之一，人们至今仍然记得由他建造的在通往爱尔兰的伦敦—霍利黑德路上跨过梅奈海峡的漂亮大桥（边码459）。他曾选用特雷萨格特的方法重新修筑了这条道路的什鲁斯伯里—霍利黑德一段，但他在用手工铺设路基的过程中只用了很薄的一组石片层（图298B）［6］。用他自己的话说：

在准备用筑路材料铺砌的水平路床上，其底层，即石头层，是用手工以紧密坚固的铺石的方式予以铺砌。石头应在两边最宽的边缘上沿着长度方向横过路床铺砌，而且在任何情况下上面的路床的宽度不得超过4英寸。所述铺石上面部分的一切凹凸不平处均须用锤敲平，而且所有空隙均须填以石片，再用一把轻磅锤手工把石片结实地楔进去。铺石的中央18英尺需要铺上尽可能接近立方体的硬石，将它们敲碎成能通过一只2.5英寸的环，达到6英寸深，其中的4英寸必须首先铺上并由车辆压实，以后再铺上剩下的2英寸硬石。铺石的铺砌工作必须极为细心并严格按照前述的步骤执行，否则石头会变得松动，迟早会脱出路面。如果该工作得到正确执行，则没有一块石头会移动。整个材料上须覆以1.5英寸厚的不含黏土或泥土的优质碎石。

特尔福德有着在什罗普郡筑路的丰富经验，而且在苏格兰重建过许多韦德将军的道路（图299）。他在选用顶层小石头方面十分仔细，而且在使路床水平以及用石头本身（以1∶60的斜度）形成路拱方面与特雷萨格特不同，他不是使铺砌成的表面平行于路基。他的大多数同辈不赞成使用最后一层碎石，因为这样会“通过石头间的下沉降低路面的绝对坚固性，使得水和霜进入，并会阻碍碎石体的完全固结”。这些理由部分是正确的，因为那时还没有优质的压路机可用。由于地基很厚，加上经证明对于交通磨损来说显得太薄的顶层需要不定期的适当维修，所以特尔福德的道路成本相对较高。

下一阶段，艾尔郡的麦克亚当（John McAdam，1756—1836）采取了把适当排水和低成本相结合的做法。他曾在纽约做过生意（1770—1783年），回到英国后成为艾尔郡的代理官员和一名道路委托人，经常把自己的钱花在道路维修和实验上。他于1789年被召到布里斯托尔，在那里试验不同的筑路方法。到1814年，麦克亚当已彻底检验了3万英里的道路，并花掉他自己大约1万英镑的金钱用于道路建设。他于1815年成为布里斯托尔道路信托公司的总监，开始按照自己的方法重修180英里的道路。他的基本原理是：

真正支撑交通车辆重量的是天然土壤。当土壤保持干燥状态时，能承载任何重量而不下陷，而且事实上它也的确承载着道路和马车。必须预先使这种天然土壤非常干燥，而且必须在干燥状态下放上不渗雨的覆盖层。道路的厚度只应以形成这种抗渗漏覆盖层所需材料的数量来决定，而绝不需要去参照它本身的载重能力。(https://www.daowen.com)

麦克亚当认为，能够用总共不超过10英寸的一薄层经筛选的碎石片层，来代替昂贵的手工铺砌的路基。

由于任何人造道路都不能修得像干燥状态下的天然土壤那样好，所以就必须保持这种干燥状态。第一步操作应与挖沟相反，不应使道路沉到相邻地面的下面，而应升到上面。应该有足够的落差把水带走，因此相邻地面应在道路所在土地的水平面以下几英寸，要么通过使水能排放至较低的地面，要么如果从本地区的自然条件出发不太切实可行的话，则必须把准备铺设道路的土壤在水平面以上升高几英寸。

在确保土壤免受下面的渗水影响之后，筑路者的下一步工作是，挑选、准备、铺砌一条整齐干燥的由石头或燧石构成的坚实道路，来保护土壤免受雨水影响。这是很难实现的，除非万分注意不要让那些会持水的泥土、黏土、白垩或其他物质与碎石混合。石头必须铺砌成能以自己的角度结合成一个紧密坚固的不渗水体。

这种道路的厚度是不重要的，载重强度。由一层保持干燥状态的土表来保证，道路作为一个覆盖层置于其上：经验表明，如果水通过道路渗入天然土壤，则该道路不管厚度如何，都会失去其支撑作用而瓦解［7］。

麦克亚当以上述简略方式提出的建议是如此具有变革性，以至在他的这种工程上花费任何大量经费之前，都会进行一次议会调查［8］。他并不是寻求为道路建设制定严格的规则，道路层数取决于道路的厚度，重要的是使道路具有抗渗性，从而使得水不能渗到路床而破坏承载能力。

与麦克亚当同时代的人都很清楚，麦克亚当并没有发明碎石的新方法，这种方法早已在瑞典、瑞士和其他一些国家采用过。但是，石头的筛选分级却受到工人们的欢迎，因为他们可以安排自己的妻子和孩子从事敲碎石头的工作，并从麦克亚当坚持主张的良好筛选分级中获利。麦克亚当强调使用2英寸的环来测量石头，他估计这样重量就不至于超过6盎司，“放入道路中的每块石头的任何方向的尺寸超过1英寸都是有害的”，因为这会增加渗透性而且可能被车轮移位。麦克亚当不使用压路机，所以他主张在薄层中使用新石头，从而在两次连续施工之间为碎石料被过往车辆压实创造时间条件。一种可取的三阶段施工法被提了出来，他特别强调在压实道路的间隔期间保持路形完好的必要性。

麦克亚当也试图保持道路尽可能水平，并且避免有陡峭的上坡路和下坡路，因为它们对正常排水是不利的。他经常重修具有合适路基的旧道路。如今，他的松软易变形的道路路基的想法并没有被作为一种好的方法得到接受。但由于较老的特尔福德路基十分昂贵，因此逐渐形成了建筑特尔福德—麦克亚当道路的传统，这种道路兼具有特尔福德的路基和麦克亚当的耐磨路面。对于旧道路的维修和重建，麦克亚当的方法是很好的，因此他的名字就与“水结碎石路”（water-bound macadam road）[2]联系在一起，这种道路在19世纪具有压倒性优势。但是，通过洗入纯砂来充填顶层的空隙并不是麦克亚当的发明，而且实际上他认为这并不适用。这种方法是由埃奇沃思（Richard Edgeworth，1744—1817）发明的，他的筑路手册很受同时代人的赞许［9］。

麦克亚当后来被任命为道路总监（1827年）。在他的第一本书中，他曾指出“公共道路的状况、令人惊恐地增加的债务，以及几家委托收费站散乱的账目”，均可作为收税路制度缺陷的最好证明。在他的最后一本书中，他建议在专家委员会指导下集中管理和建设道路。他认为，筑路者不应有其他职业，而且应该对其有益于农业、贸易和交通的工作适当地付酬。尽管有人在议会中提出公路的时代已经结束，因为铁路的时代已经来到，但美国工程师们还是在研究麦克亚当的成果。他的著作被译成好几种语言，在欧洲有着意义深远的影响。到19世纪末，大约90%的主要公路碎石路。

水结碎石法在1876年之后得到了进一步改进，这时一般都加上了第三个步骤。此时，蒸汽压路机的使用可以将道路压得更实，并且证明了麦克亚当极力主张的修建较轻型道路的观念是正确的。自从梅特卡夫（Metcalf）获得他的第一份合同以后，持续一个世纪的公众压力和艰辛工作已经过去，结果鼓舞人心。