Wegverkeersborden Begrijpen: Vormen, Kleuren en Retroreflecterende Technologie

Achtergrond

Wegverkeersborden gebruiken vormen, kleuren, woorden, en symbolen om een boodschap aan bestuurders te communiceren. Zonder dergelijke borden zou de verkeersstroom onordelijk en onvoorspelbaar zijn. Practisch alle verkeersborden gebruiken retroreflecterende bekleding, ontworpen om een deel van het licht van voertuigkoplamps terug naar de bestuurder te reflecteren zodat het bord 's nachts zichtbaar is. Kleur en vorm kunnen ook aanwijzingen geven aan automobilisten zelfs wanneer de woorden of symbolen op het bord onbegrijpelijk zijn. Reglementerende borden, zoals snelheidslimietborden, zijn meestal rechthoekig en gebruiken een witte achtergrond. Stopborden, aan de andere kant, hebben een distincte achthoekige vorm en een rode achtergrond om de aandacht van de bestuurder te trekken.

Ontwerpers moeten elementen als vorm benutten en materiaaleigenschappen overwegen bij het creëren van borden die bestuurders kunnen zien en begrijpen om tijdig te reageren. Contrast, een maat voor de helderheid van het bericht ten opzichte van de achtergrond, is een belangrijke eigenschap van elk bord. De omgevingsachtergrond – meestal groene vegetatie en blauwe lucht – moet ook overwogen worden in het ontwerpproces. Een rand wordt om alle borden geplaatst om ze als geometrische vormen te onderscheiden van de natuur.

Om gelijkaardige uitstraling onder verkeersborden te behouden, voorziet de federaal goedgekeurde Manual on Uniform Traffic Control Devices (MUTCD) in specificaties voor bordafmetingen en het gebruik van symbolen. Daarnaast voorschrijft de MUTCD dat alle borden ofwel reflectoriserend ofwel verlicht moeten zijn.

Geschiedenis

Burgers in Amerika begonnen in de vroege 1900s automobileclubs te vormen. Deze groepen namen het op zich om hun lokale snelwegsecties te markeren met borden om bestuurders te waarschuwen en te leiden. Deze verspreide inspanning resulteerde in een wijdverspreide diversiteit aan bordontwerpen en boodschappen in verschillende snelwegsecties, wat verwarring onder automobilisten veroorzaakte. In 1924 werden de eerste stappen naar nationale uniformiteit in wegverkeersborden genomen door het Bureau of Public Roads. Ontwerpers stonden voor de uitdaging borden te ontwikkelen voor een grotendeels analfabete bevolking van automobilisten. Als resultaat waren kleur en vorm vanaf het begin bijzonder belangrijke componenten van borden.

Vroege borden keken de reflectoriserende technologie die nu prevalent is in borden. In 1924 werd helder geel gekozen als achtergrondkleur voor alle waarschuwingsborden, en wit was de achtergrondkleur voor alle overige borden. Deze lichtere kleuren boden de grootste contrast met zwarte lettering, vooral wanneer de borden gezien werden met de hulp van koplamps 's nachts. Later gebruikten borden glazen kralen om een reflectoriserend effect 's nachts te produceren. Kralen – ongeveer 0,75 inch (20 mm) in diameter – werden op de borden in de vorm van cijfers (zoals de snelheidslimiet) of symbolen geplakt om nachtelijke automobilisten te informeren en te waarschuwen.

De ontwikkeling van retroreflecterende bekleding door het 3M-bedrijf in de jaren '40 veranderde het gezicht van verkeersborden voorgoed. Dit materiaal, met reflecterende elementen zoals glazen kralen op of onder een transparante plasticfilm, maakte betere zichtbaarheid van borden 's nachts mogelijk. In tegenstelling tot diffuse reflectie en spiegel-, of speculaire, reflectie, laat retroreflectie een oppervlak een deel van het licht terugkeren naar de oorspronkelijke bron. Bij diffuse reflectie wordt het gereflecteerde licht in alle richtingen verstrooid, zoals wanneer zonlicht afkaatst van een auto. In spiegel Bij diffuse reflectie wordt het gereflecteerde licht in alle richtingen verstrooid. Bij spiegelreflectie kaatst het licht en reflecteert van het oppervlak onder een hoek tegenovergesteld aan de bron. Retroreflectie laat lichtstralen "buigen" en terugkeren naar de oorspronkelijke lichtbron. reflectie, kaatst het licht en reflecteert van het oppervlak onder een hoek tegenovergesteld aan de bron; dit is vergelijkbaar met een biljartbal die de band van de tafel onder een ondiepe hoek raakt en naar het andere uiteinde van de tafel kaatst. Retroreflecterend materiaal, aan de andere kant, laat lichtstralen "buigen" en terugkeren naar de oorspronkelijke lichtbron.

Het eerste verkeersbord met reflectoriserende bekleding werd in 1939 aan de buitenwijken van Minneapolis geïnstalleerd. Het oppervlak van de bekleding was bedekt met kleine glazen kralen die de gewenste retroreflectiviteit produceerden. Echter, vuil neigde te accumuleren op het korrelige oppervlak en tijdens nat weer, zou water het oppervlak bedekken en de reflecterende effecten van de kralen verminderen.

Deze problemen werden binnen een paar jaar opgelost. Een ingesloten lenssysteem werd ontwikkeld, essentieel door de kralenbekleding te bedekken met een transparante film die de retroreflecterende kwaliteiten van het oppervlak behield. Dit type bekleding, toen aangeduid als "vlakke-top bekleding", is nu bekend als engineering-grade bekleding. Het is de meest economische graad en kan gebruikt worden op borden in gebieden met licht verkeer en lage snelheden.

De volgende grote ontwikkeling kwam in de late jaren '60 toen ingekapselde lensbekleding uitgevonden werd, eigenlijk door een harsbasis en een extra reflectorlaag achter de glazen kralen toe te voegen. Dit hoge-intensiteit materiaal is drie tot vier keer zo helder als engineering-grade, en behoudt zijn reflectiviteit langer; het is nu het meest gebruikte type reflectoriserende bekleding.

Een andere significante innovatie kwam in 1989 met de substitutie van microscopische prismatische reflectoren voor de traditionele glazen kralen. Er zitten ongeveer 7.000 microprismen per vierkante inch (ongeveer 10 per vierkante mm) van dit type bekleding, producerend ongeveer drie keer de helderheid van de ingekapselde lensvariëteit. Dit is de meest duurzame en meest kostbare type hoge-prestatie bekleding momenteel beschikbaar.

Grondstoffen

Verkeersborden bestaan uit drie basiscomponenten: een blanco, achtergrondbekleding, en bordkopie. Blanco's, meestal geconstrueerd van multiplex, aluminium, of staal, dienen als het frame van het bord. Multiplex is het minst dure blanco-materiaal. Het is redelijk sterk maar vatbaar voor weerschade aangezien het poreus is; multiplex blanco's moeten overlagd worden met een dunne laag plastic. Aluminium roest niet, maar is zeer licht en moet versterkt worden met metalen beugels langs de rug. Het is de duurste blanco-optie. Staal is een meer economische alternatief voor aluminium; het is ook steviger en heeft geen versterking nodig. Roesten kan voorkomen worden door een laag zink op het staal blanco aan te brengen.

Achtergrondbekleding en de letters en symbolen voor de bordkopie worden uit retroreflecterende bekleding gesneden. Deze bekleding bestaat uit kleine glazen kralen of microprismen ingesloten in een flexibel plastic oppervlak; deze constructie laat licht van auto-koplamps van het bord reflecteren en terug naar de bestuurder. Gekleurd licht wordt van het bord gereflecteerd als de bekleding gekleurd is met een pigment. Bijvoorbeeld, om "STOP" borden te maken, kan rood pigment aan het bekledingsmengsel worden toegevoegd wanneer het in vloeibare vorm is.

Het Productieproces

De productie van borden kan veel verschillende processen omvatten, afhankelijk van of de retroreflecterende bekleding een hittegevoelige of drukgevoelige lijm gebruikt en of zijdezijdig printen, etsen, of andere kleurprocessen gebruikt worden. Veel verkeersborden ondergaan echter het volgende proces met hittegevoelige lijmen.

Het Blanco Snijden

• 1 Het bordblanco wordt gesneden, meestal van een vel staal of aluminium, door een metaalschaarmachine of een bandsaag. Hoeken worden afgerond met de afrondingsselectiemodus op een stansmachine. Gaten voor het monteren van het bord worden gestanst of geboord.

Controleren van de Blanco's

• 2 De blanco's worden gecontroleerd op eventuele defecten of besmetting. Blanco's moeten vrij van vuil zijn zodat achtergrondbekleding correct kan hechten. De "Tape Snap" test controleert op de aanwezigheid van vuil. Een stukje transparant cellofaantape wordt op het droge blanco-oppervlak aangebracht en "afgesneden" onder een rechte hoek. De aanwezigheid van kleur of deeltjes op de tape geeft besmetting aan. Elk spoor van olie of was wordt getest door de "Water Break" oefening. Water dat over het blanco-oppervlak wordt gegoten moet gelijkmatig en volledig vloeien; belvorming duidt op besmetting.

Ontvetten van de Blanco's

• 3 Het blanco-oppervlak wordt afgewist met mineralische spirits of naphtha om vette vingerafdrukken te verwijderen. Het oppervlak wordt gedroogd met een schone, pluimvrije doek voordat de oplossing verdampt. Het blanco wordt vervolgens ontvet door dompeling in een bad van trichlooretheen of perchlooretheen damp. Bepaalde alkaline oplossingen kunnen in plaats van de dampen in het bad gebruikt worden. Een waterafspoeling daarna is niet nodig.

Snijden van de Retroreflecterende Vellen

• 4 Met scharen, scheermessen, een mes, of een papieren snijder, worden individuele achtergrond retroreflecterende vellen met de hand gesneden. Meerdere vellen, aan de andere kant, worden gesneden met een bandsaag. In dit proces wordt de vorm van het bord getraceerd op een 0,125-inch (3,2 mm) wandbord. Dit wandbord wordt op ongeveer 50 vellen gelegd, bevestigd en genageld aan een hardbord snijbasis. De bandsaag volgt het patroon en snijdt de vellen.
• 5 Letters en symbolen worden uit wit of zwart retroreflecterende bekleding gestanst ofwel met de hand ofwel met een "clicker" pers. Tot 29 vellen kunnen in de pers geplaatst worden; snijstempels, die functioneren als koekjessnijders, worden in de machine geplaatst om de gewenste karakters te produceren.

Bekleding Aanbrengen op Bordblanco

• 6 De lijmlaag op de achterkant van de achtergrondbekleding wordt in één beweging verwijderd, en de bekleding wordt op het droge blanco-oppervlak aangebracht. Het bord wordt door een grote knijproller-applicaat gehaald om luchtbellen tussen de bekleding en het blanco te verwijderen. Randen worden vervolgens bijgesneden.

Verwarmen van het Bord

• 7 Het bord wordt in een warmte-lamp vacuüm-applicaat voor één minuut geplaatst, verwijderd, en toegestaan af te koelen voordat de bordkopie en rand op het bord geplaatst worden. De knijproller-applicaat of een handroller wordt over de kopie gebruikt om luchtbellen te elimineren. Het bord wordt vervolgens bedekt met een plastic glijfolie en in de warmte-lamp vacuüm-applicaat voor nog een minuut geplaatst.

De Toekomst

Hoewel exotische mogelijkheden als het projecteren van holografische verkeersborden boven de weg zijn voorgesteld voor de toekomst, is het waarschijnlijker dat bestuurders conventionele verfijningen van borden zullen zien om ze zichtbaarder te maken, met name 's nachts. Intern verlichte straatborden zijn al in gebruik in delen van Nevada en Californië. Omdat stedelijke gebieden – de Las Vegas casino "Strip" als extreem geval – vaak de hele nacht helder verlicht zijn, zijn retroreflecterende borden moeilijker voor bestuurders te lezen. Elektrisch aangedreven borden waarin interne gloeilampen transparante kopie verlichten maken de borden aanzienlijk zichtbaarder.

Dit 1875 gesneden en geschilderde wegbord uit Berks County, Pennsylvania, voldeed toen voorbijgaande voertuigen maar drie of vier mijl per uur reden. (Uit de collecties van Henry Ford Museum & Greenfield Village.)

Vanaf de jaren 1880, lang voor de automobile-eeuw, lobbeerde de League of American Wheelmen, een nationale fietsclub, voor betere wegen en borden. Hun pioniersinspanningen werden pas later uitgebreid door automobileclubs en enthousiastelingen. Wegborden moesten heel veeleisende functies vervullen. Ze moesten begrijpelijk zijn op afstand in de donkerste nacht en de helderste middag tegen diverse achtergronden. Ze moesten beknopte informatie op voldoende afstand bieden zodat bestuurders tijd hadden om beslissingen te nemen en hun voertuigen veilig in de juiste richting te manoeuvreren. Naarmate reizen ver van huis vaker werden, werd standaardisering wenselijker.

Interessant genoeg, naarmate meer en meer Amerikanen de weg opgingen voor langere afstanden, reageerden bedrijven door kenmerkende borden aan de weg te tonen. In de jaren '30, specifiek, zochten bedrijven naar ontwerpkenmerken die automobilisten tijdige beslissingen zouden laten nemen zelfs bij de hakende snelheid van 35 mijl per uur. Texaco nam de lead onder grote oliebedrijven, vervangend zijn regionaal gestileerde benzinesstations met een gestandaardiseerd ontwerp in 1936. Ontworpen door Walter Dorwin Teague, was het nieuwe ijsdoos-vormige gebouw wit met drie horizontale groene strepen en de rode Texaco-ster. Een kenmerkende banjo-vormig bord met het Texaco-emblem stond ervoor. Van een kwart mijl afstand wisten bestuurders dat ze een Texaco-station benaderden zelfs zonder een woord te lezen.

William S. Pretzer

Interplex Solar heeft zelfverlichte verkeersborden ontwikkeld die lichtemitterende diodes (LED's) gebruiken aangedreven door zonne-opladerbare batterijen. De LED's, vergelijkbaar met die gebruikt in sommige rekenmachine-displayuitgangen, omlijnen de letters, symbolen, en rand van het bord. Een lichtgevoelige fotocel schakelt het bord in en uit zoals nodig. Al de snelwegafdelingen van vijf staten hebben al getest of enkele van deze hoog-zichtbare borden besteld. Omdat deze borden $450 kosten (ruim vijf keer de kost van een traditioneel verkeersbord), kan hun gebruik beperkt worden tot gevaarlijkere wegsecties en hoge-ongevallen kruispunten.