路标

背景

道路标志使用形状、颜色、文字和符号向驾驶员传达信息。如果没有这样的标志，交通的流动将是无序和不可预测的。几乎所有交通标志都使用反光板，其设计目的是将车辆前灯的部分光线反射回驾驶员，以便在夜间可以看到标志。即使标志上的文字或符号难以理解，颜色和形状也可以为驾车者提供线索。管制标志，例如限速标志，通常是矩形的，并使用白色背景。另一方面，停车标志具有明显的八角形和红色背景，以吸引驾驶员的注意。

设计师必须利用形状等元素并考虑材料特性来创建驾驶员可以及时看到和理解的标志，以便做出适当的反应。对比度是衡量信息与其背景相关的亮度的指标，是任何标志的重要属性。在设计过程中还必须考虑环境背景——通常是绿色植被和蓝天。所有标志周围都放置了边框，以将它们区分为与自然形成对比的几何形状。

为了保持交通标志之间的相似外观，联邦批准的统一交通控制设备手册 (MUTCD) 提供了符号尺寸和符号使用的规范。此外，MUTCD 规定所有标志要么被​​反射，要么被照亮。

历史

美国公民在 1900 年代初期开始组建汽车俱乐部。这些团体自行在当地的高速公路路段上标出警告和引导司机的标志。这种分散的努力导致了高速公路不同路段的各种标志设计和信息，这引起了驾驶者的困惑。 1924 年，公共道路局迈出了全国统一道路标志的第一步。设计师面临着开发标志来指导大部分文盲的驾驶者的问题。因此，颜色和形状从一开始就是标志的重要组成部分。

早期的标志缺乏当今标志中普遍存在的反射技术。 1924 年，亮黄色被选为所有警告标志的背景色，白色是所有剩余标志的背景色。这些较浅的颜色与黑色字体形成了最大的对比，尤其是在夜间借助头灯看到这些标志时。后来的标志使用玻璃珠在夜间产生反射效果。直径约 0.75 英寸（20 毫米）的珠子粘在数字（例如限速）或符号形状的标志上，以通知和警告夜间驾驶员。

1940 年代 3M 公司开发的反光板永远改变了交通标志的面貌。这种材料在透明塑料薄膜上或下带有玻璃珠等反光元素，可以在夜间更好地识别标志。与漫反射和镜面反射或镜面反射不同，回射允许表面将一部分光返回到原始光源。在漫反射中，反射光向各个方向散射，就像阳光从汽车上反射一样。镜中 在漫反射中，反射光向四面八方散射。在镜面反射中，光以与光源相反的角度从表面反弹和反射。逆反射允许光束“弯曲”并返回到原始光源。反射，光以与光源相反的角度从表面反弹和反射；这类似于台球以较浅的角度撞击桌垫并弹跳到桌子的另一端。另一方面，逆反射材料允许光束“弯曲”并返回到原始光源。

第一个使用反光板的交通标志于 1939 年安装在明尼阿波利斯的郊区。反光板的表面覆盖着微小的玻璃珠，可产生所需的逆向反射率。然而，污垢往往会积聚在粒状表面上，在潮湿的天气中，水会覆盖表面并减弱珠子的反射效果。

这些问题在几年内都得到了解决。开发了一种封闭式透镜系统，主要是通过用透明薄膜覆盖珠状薄片来保持表面的逆向反射特性。这种类型的片材，在当时被称为“平顶片材”，现在被称为工程级片材。它是最经济的等级，可用于交通畅通和速度较慢的地区的标志。

下一个重大发展发生在 1960 年代后期，当时发明了封装透镜片，基本上是通过在玻璃珠后面添加树脂基底和额外的反射涂层。这种高强度材料的亮度是工程级的三到四倍，并且可以更长时间地保持其反射率；它是现在最常用的反光膜类型。

另一项重大创新出现在 1989 年，用微型棱镜反射器替代了传统的玻璃珠。这种类型的薄片每平方英寸大约有 7,000 个微棱镜（大约每平方毫米 10 个），产生的亮度是封装透镜品种的三倍左右。这是目前可用的最耐用和最昂贵的高性能片材类型。

原材料

交通标志由三个基本组成部分组成：空白、背景板和标志副本。通常由胶合板、铝或钢制成的空白作为标志的框架。胶合板是最便宜的空白材料。它相当坚固，但容易受到天气损害，因为它是多孔的；胶合板坯必须覆盖一层薄薄的塑料。铝不会生锈，但它很轻，必须在背面用金属支架加固。这是最昂贵的空白选项。钢是铝的更经济的替代品；它也更坚固，不需要加固。可以通过涂一层锌来防止生锈 到钢坯。

背景片和标志副本的字母和符号是从逆反射片上剪下来的。这种薄膜由嵌入柔性塑料表面的微小玻璃珠或微棱镜组成；这种结构允许来自汽车前灯的光线从标志反射回驾驶员。如果薄片用颜料染色，则标志会反射彩色光。例如，为了制作“停止”标志，可以在液体形式的薄片混合物中加入红色染料。

制造
过程

标志的制作可能涉及许多不同的过程，这取决于 反光片使用热敏或压敏粘合剂，无论丝印、蚀刻或其他着色过程被使用。然而，许多交通标志使用热敏粘合剂进行以下过程。

切割空白

• 1 标牌坯料通常由钢板或铝板通过金属剪切机或带锯切割而成。在冲床上使用圆角选择模式圆角。用于安装标志的孔是冲孔或钻孔的。

检查空格

• 2 检查毛坯是否有任何缺陷或污染。空白必须没有污垢，以便背景片正确粘附。 “Tape Snap”测试检查是否存在污垢。将一块透明玻璃纸胶带贴在干燥的空白表面并以直角“折断”。胶带上出现颜色或颗粒表明存在污染。任何油或蜡的痕迹都通过“Water Break”练习进行测试。浇在毛坯表面的水应均匀、完全地流动；成珠作用表示污染。

毛坯脱脂

• 3 空白表面用矿物油或石脑油擦拭，去除油腻的指纹。在溶液蒸发之前，用干净的无绒布擦干表面。然后将坯料浸入三氯乙烯或全氯乙烯蒸气浴中脱脂。可以使用某些碱性溶液代替浴槽中的蒸汽。之后不需要用水冲洗。

切割逆反射片

• 4 使用剪刀、刀片、刀或切纸机，手工切割单个背景逆向反射片。另一方面，使用带锯切割多张纸。在这个过程中，标志的形状被追踪到一块 0.125 英寸（3.2 毫米）的墙板上。这块墙板铺在大约 50 张纸上，固定并钉在硬纸板切割底座上。带锯按照图案切割板材。
• 5 个字母和符号是通过手工或使用“点击器”印刷机从白色或黑色逆反射片上冲压出来的。一次最多可放入 29 张纸；切割模具的功能很像饼干面团切割机，它们被放置在机器中以产生所需的字符。

申请表签空白

• 6 一次性去除背景片背面的粘合剂衬垫，然后将片材贴在干燥的空白表面上。该标牌通过一个大型挤压辊式涂抹器转动，以去除夹在片材和坯料之间的气泡。然后修剪边缘。

加热标志

• 7 将标牌放入加热灯真空喷涂器中一分钟，取出并冷却，然后将标牌副本和边框放置在标牌上。挤压辊涂抹器或手动辊用于复制副本以消除气泡。然后用塑料滑片盖住标牌，再将其放置在加热灯真空涂抹器中一分钟。

未来

尽管未来有人提出了在道路上方投射全息交通标志等异国情调的可能性，但司机更有可能看到标志的传统改进，使其更加明显，尤其是在夜间。内华达州和加利福尼亚州的部分地区已经使用内部照明路牌。因为城市地区——拉斯维加斯赌场“地带”是一个极端的例子——通常整晚都灯火通明，所以司机更难阅读逆反射标志。内部灯泡照亮半透明副本的电动标志使标志更加明显。

这个来自宾夕法尼亚州伯克斯县的 1875 年雕刻和彩绘的路标，当过往车辆仅通过时就足够了每小时三四英里。 （来自亨利福特博物馆和格林菲尔德村的收藏。）

从 1880 年代开始，早在汽车时代之前，全国自行车俱乐部 LJAmerican Wheelmen 联盟就游说改善道路和标志。他们的开创性努力后来才被汽车俱乐部和爱好者扩大。道路标志必须满足一些非常苛刻的功能。在最黑暗的夜晚和最明亮的下午，在不同的背景下，他们必须能够从远处理解。他们必须在足够远的距离提供简洁的信息，以便驾驶员有时间做出决定并安全地将车辆转向适当的方向。随着远离家乡的旅行变得越来越普遍，标准化变得更加可取。

有趣的是，随着越来越多的美国人上路行驶更长的距离，公司通过在道路上展示独特的标志来做出回应。具体而言，在 1930 年代，公司寻求设计功能，即使在以每小时 35 英里/小时的极速行驶时，也能让驾驶者做出及时决策 德士古在大型石油公司中处于领先地位，于 1936 年用标准化设计取代了具有区域风格的加油站. 由沃尔特·多温·蒂格 (Walter Dorwin Teague) 设计的新冰盒形建筑是白色的，带有三个水平绿色条纹和红色的德士古星。一个带有德士古标志的独特班卓琴形标志立在前面。在四分之一英里外，司机们甚至不用读一个字就知道他们正在接近德士古车站。

威廉 S. Pretzer

Interplex Solar 开发了自发光交通标志，该标志使用由太阳能充电电池供电的发光二极管 (LED)。 LED 类似于某些计算器读数显示器中使用的 LED，勾勒出标志的字母、符号和边框。光敏光电管打开和关闭标志 根据需要。五个州的公路部门已经测试或订购了其中一些非常显眼的标志。由于这些标志每个售价 450 美元（大约是传统交通标志成本的五倍），它们的使用可能仅限于更危险的道路通道和高事故交叉路口。