El sistema de señalización vial horizontal para carretera convencional es uno de los elementos del equipamiento viario que guarda mayor relación con la seguridad vial. Por ello, la investigación de nuevos materiales y sistemas de aplicación que contribuyan a la mejora de los parámetros físico-ópticos de las marcas viales es vital para el aumento del nivel de servicio de la carretera y, además, para colaborar en la disminución de la siniestralidad en carretera. Por tal motivo, en la presente tesis doctoral se han estudiado las características esenciales de las marcas viales: visibilidad diurna, visibilidad nocturna, resistencia al deslizamiento y durabilidad en busca de la óptima señalización vial horizontal en carretera convencional. Para ello se han desarrollado tres estudios de investigación en tres campos de prueba ejecutados in-situ en distintas carreteras convencionales. En cada uno de ellos se ha evaluado y se han extraído conclusiones que nos han permitido seguir avanzando en la misma línea de investigación a través de los siguientes estudios. En el primer estudio llevado a cabo, se analizaron 81 combinaciones de materiales, aplicadas en el campo de pruebas in-situ nº 1 localizado en la CV-9006 con tipología de travesía, variando el tipo de material base, el material de post-mezclado, sus dosificaciones y los sistemas de aplicación. Para ello se estudiaron los dos parámetros fundamentales: factor de luminancia β y la retrorreflexión RL en seco, para las probetas recién aplicadas, al mes y a los seis meses de antigüedad. Para el segundo estudio se utilizaron materiales y sistemas de aplicación nuevos consiguiendo 14 probetas en cada sentido de circulación, que forman un total de 28 probetas. Éstas fueron ejecutadas in-situ en la CV-8354 y se analizaron los parámetros esenciales de las marcas viales: factor de luminancia β, retrorreflexión RL en seco y coeficiente de rozamiento SRT. El tercer estudio se compuso de 18 combinaciones de materiales para cada sentido de circulación, con un total de 36 probetas, en el campo de pruebas nº 3 de la carretera CV-904. En este caso, los parámetros característicos analizados de las probetas fueron: factor de luminancia β, coordenadas cromáticas (x,y), coeficiente de luminancia en iluminación difusa Qd, retrorreflexión RL en seco, retrorreflexión RL en húmedo y coeficiente de rozamiento SRT para las 36 probetas recién aplicadas, al mes, a los 6 meses, a los 12 meses y a los 18 meses desde su fabricación. Finalmente, tras el análisis cuantitativo y cualitativo de todos los parámetros fotométricos que caracterizan las marcas viales, se ha conseguido establecer el sistema de señalización vial horizontal óptimo para carretera convencional y sus pautas de comportamiento a lo largo del tiempo.