Sachverhalt:
A. X._ lenkte am 21. Juni 2006 um 10.33 Uhr seinen Personenwagen auf der Riburgerstrasse in Rheinfelden innerorts in Richtung Möhlin. Dabei überschritt er die im Bereich des Regionalspitals signalisierte Höchstgeschwindigkeit von 40 km/h um 26 km/h (nach Abzug der technisch bedingten Sicherheitsmarge). Wegen dieses Vorfalls wurde X._ vom Bezirksamt Rheinfelden mit Strafbefehl vom 14. September 2006 wegen grober Verkehrsregelverletzung im Sinne von Art. 90 Ziff. 2 SVG zu einer Busse von Fr. 500.-- verurteilt. Der Entscheid ist in Rechtskraft erwachsen.
In der Folge entzog die Sicherheitsdirektion des Kantons Zürich (Strassenverkehrsamt, Abteilung Administrativmassnahmen) mit Verfügung vom 15. Februar 2007 X._ den Führerausweis für die Dauer von drei Monaten.
B. Mit Rekurs an den Regierungsrat des Kantons Zürich beantragte X._ die Aufhebung der Entzugsverfügung; eventuell sei eine Verwarnung auszusprechen. Der Regierungsrat wies das Rechtsmittel mit Entscheid vom 28. November 2007 ab.
C. Gegen diesen Rekursentscheid erhob X._ Beschwerde beim Verwaltungsgericht des Kantons Zürich. Er beantragte, es sei in Aufhebung des angefochtenen Entscheids von einem Führerausweisentzug abzusehen. Eventuell sei eine Verwarnung auszusprechen. Mit Entscheid vom 3. September 2008 wies das Verwaltungsgericht die Beschwerde ab. Es erwog, das Signal "Höchstgeschwindigkeit 40" könne im fraglichen Strassenabschnitt ohne Weiteres rechtzeitig erkannt werden und sei vom Fahrzeuglenker aus Unachtsamkeit übersehen worden. Eine Geschwindigkeitsüberschreitung innerorts von 26 km/h stelle eine schwere Widerhandlung gegen das SVG dar, weshalb der Führerausweis zwingend für drei Monate entzogen werden müsse.
D. Mit Eingabe vom 14. November 2008 erhebt X._ beim Bundesgericht Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten (Art. 82 ff. BGG). Er beantragt, der Entscheid des Verwaltungsgerichts vom 3. September 2008 sei aufzuheben und es sei von einer Massnahme abzusehen. Eventuell sei eine Verwarnung auszusprechen. Der Beschwerdeführer rügt eine Verletzung des Willkürverbots (Art. 9 BV), des Anspruchs auf ein faires Verfahren (Art. 29 Abs. 1 BV) sowie von Bestimmungen der Strassenverkehrsgesetzgebung.
E. Die Sicherheitsdirektion verzichtet unter Verweisung auf den angefochtenen Entscheid auf eine Stellungnahme. Das Verwaltungsgericht schliesst auf Abweisung der Beschwerde, ohne dass es sich inhaltlich nochmals zur Angelegenheit äussert. Das Bundesamt beantragt in seiner Vernehmlassung Abweisung der Beschwerde.
Der Beschwerdeführer hat von der Gelegenheit eine Replik einzureichen Gebrauch gemacht. Mit Eingabe vom 19. Juni 2009 hält er an seinen bisherigen Anträgen fest.

Erwägungen:
1. 1.1 Der angefochtene Entscheid des Verwaltungsgerichts ist ein Endentscheid einer letzten kantonalen Instanz (Art. 86 Abs. 1 lit. d BGG). Ihm liegt ein Beschwerdeverfahren über einen Führerausweisentzug und damit eine öffentlich-rechtliche Angelegenheit zugrunde. Auch die übrigen Sachurteilsvoraussetzungen sind erfüllt und geben zu keinen weiteren Bemerkungen Anlass. Auf die Beschwerde ist einzutreten.
1.2 Das Bundesgericht legt seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (Art. 105 Abs. 1 BGG). Die Feststellung des Sachverhalts kann nur gerügt bzw. vom Bundesgericht von Amtes wegen berichtigt oder ergänzt werden, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von Art. 95 BGG beruht (Art. 97 Abs. 1 bzw. Art. 105 Abs. 2 BGG). Eine entsprechende Rüge, die rechtsgenüglich substanziiert vorzubringen ist (Art. 42 Abs. 2 bzw. 106 Abs. 2 BGG), setzt zudem voraus, dass die Behebung des Mangels für den Ausgang des Verfahrens entscheidend sein kann (Art. 97 Abs. 1 BGG).
2. 2.1 Der Beschwerdeführer rügt, die Vorinstanz habe willkürlich falsche Annahmen getroffen, indem sie ihm eine widersprüchliche Argumentation unterstellt und ihm vorgeworfen habe, er habe die fraglichen Signale aus reiner Unachtsamkeit übersehen. Insbesondere sei die Schlussfolgerung der Vorinstanz willkürlich, wenn der Strassenabschnitt der polizeilichen Geschwindigkeitsmessung menschenleer gewesen sei und nur ein geringes Verkehrsaufkommen aufgewiesen habe, habe es auch keine Fahrzeuge gegeben, welche die Sicht auf die fraglichen Signale hätten erschweren oder verunmöglichen können. Mithin fehle für die Beurteilung der Vorinstanz, es sei wenig glaubwürdig, dass entgegenkommender und einmündender Verkehr die fraglichen Signale verdeckt hätten, die erforderliche Grundlage. Der Beschwerdeführer bringt ferner vor, die Vorinstanz versuche ihn in Entstellung seines Argumentationsgangs bei einem angeblichen Widerspruch zu behaften. Sie halte ihm vor, in der Beschwerdeschrift vom 24. Januar 2008 ausgeführt zu haben, er habe annehmen dürfen sich im Tempobereich 50 km/h zu befinden, während er in seiner Eingabe vom 31. Januar 2007 angegeben habe, sich vermeintlich in einer sechziger Zone zu befinden. Die Vorinstanz missachte dabei, dass er hier jeweils Eventualstandpunkte vorgebracht habe.
2.2 Nach der Rechtsprechung des Bundesgerichts ist ein Entscheid nicht schon dann willkürlich, wenn eine andere Lösung ebenfalls vertretbar erscheint oder gar vorzuziehen wäre, sondern erst dann, wenn er offensichtlich unhaltbar ist, zur tatsächlichen Situation in klarem Widerspruch steht, eine Norm oder einen unumstrittenen Rechtsgrundsatz krass verletzt oder in stossender Weise dem Gerechtigkeitsgedanken zuwiderläuft. Das Bundesgericht hebt einen Entscheid jedoch nur auf, wenn nicht bloss die Begründung, sondern auch das Ergebnis unhaltbar ist (<ref-ruling> E. 5.4 S. 149; <ref-ruling> E. 4.1 S. 133; je mit Hinweisen).
Es trifft zu, dass aus der Aussage des Beschwerdeführers, der Strassenabschnitt der polizeilichen Geschwindigkeitsmessung sei menschenleer gewesen und habe nur ein geringes Verkehrsaufkommen aufgewiesen, nicht abgeleitet werden kann, dass es auch keine Fahrzeuge gegeben haben könne, welche die Sicht auf die fraglichen Signale erschwert oder verunmöglicht hätten. Die Distanz zwischen Signalstandort und Messpunkt beträgt rund 200 m; zudem kann beim Signalstandort ein andersartiger Einmündungs- oder Querverkehr auftreten als im Bereich des Messpunkts. Dies führt jedoch nicht dazu, dass der angefochtene Entscheid im Ergebnis unhaltbar wäre.
Dass die Vorinstanz dem Beschwerdeführer seine unterschiedlichen Aussagen bezüglich des befahrenen Tempobereichs in seiner Eingabe vom 31. Januar 2007 und in der Beschwerdeschrift vom 24. Januar 2008 vorhält, ist nicht zu beanstanden. Entgegen seiner Behauptung hat der Beschwerdeführer die jeweiligen Aussagen nicht im Sinne von Eventualstandpunkten vorgebracht. Die Rüge der Verletzung des Willkürverbots ist daher unbegründet.
2.3 Zur Begründung der Rüge der Verletzung des Gebots des fairen Verfahrens (Art. 29 Abs. 1 BV) und des straf- und verwaltungsrechtlichen Grundsatzes "in dubio pro reo" bringt der Beschwerdeführer im vorliegenden Zusammenhang nichts vor, was er nicht auch zur Begründung der Verletzung des Willkürverbots (Art. 9 BV) geltend gemacht hat. Es erübrigt sich somit, hier auf diese Rügen weiter einzugehen.
3. Gemäss Art. 16c Abs. 1 lit. a SVG begeht eine schwere Widerhandlung, wer durch grobe Verletzung von Verkehrsregeln eine ernstliche Gefahr für die Sicherheit anderer hervorruft oder in Kauf nimmt. Im Folgenden ist zu prüfen, ob beim Beschwerdeführer diese Voraussetzungen einer schweren Widerhandlung gegen das SVG erfüllt sind.
3.1 Als Verkehrsregelverletzung wird dem Beschwerdeführer eine Überschreitung der signalisierten Höchstgeschwindigkeit von 40 km/h um 26 km/h vorgeworfen. Nach Art. 27 Abs. 1 SVG sind Signale zu befolgen. Die Signale "Höchstgeschwindigkeit" (2.30) nennen die Geschwindigkeit in Stundenkilometern (km/h), welche die Fahrzeuge auch bei günstigen Strassen-, Verkehrs- und Sichtverhältnissen nicht überschreiten dürfen (Art. 22 Abs. 1 Signalisationsverordnung vom 5. September 1979 [SSV; SR 741.21]).
3.1.1 Der Beschwerdeführer beanstandet zunächst die Erkennbarkeit der fraglichen Signale.
3.1.1.1 Er macht geltend, diese Signale seien so aufgestellt, dass sie durch Hindernisse verdeckt würden und daher nicht leicht und rechtzeitig erkennbar seien. Insbesondere könnten die Signale durch entgegenkommende und von rechts oder links einmündende hohe Fahrzeuge kurzzeitig aber entscheidend verdeckt werden. Eine solche erschwerte Situation habe im fraglichen Zeitpunkt bestanden. Dies sei zumindest zu seinen Gunsten (in dubio pro reo) anzunehmen, da er die Signale sonst mit höchster Wahrscheinlichkeit wahrgenommen hätte. Er weise einen sehr guten automobilistischen Leumund auf und fahre aufmerksam. Das primäre Signal am rechten Strassenrand sei überdies ohne anderen Verkehr erst aus einer Entfernung von 40 m sichtbar, was ungenügend sei. Indem die Vorinstanz erwogen habe, die fraglichen Signale seien mit Art. 103 Abs. 2 SSV vereinbar, habe sie Bundesrecht verletzt.
3.1.1.2 Die Vorinstanz führt aus, die Herabsetzung der Innerorts-Höchstgeschwindigkeit auf 40 km/h werde vorliegendenfalls durch zwei Signaltafeln angezeigt. Die eine Tafel stehe auf der rechten Strassenseite und trage zusätzlich das Hinweissignal "Spital"; die andere sei als Wiederholung am linken Strassenrand aufgestellt. Die Signale stünden an der Verzweigung der Riburgerstrasse mit der Spitalstrasse bzw. der gegenüberliegenden Naturstrasse, für welche ein Fahrverbot gemäss Signal 2.13 (ausgenommen Güterumschlag Waldfriedhof) gelte. Gestützt auf die bei den Akten liegenden Fotodokumentationen gelangt die Vorinstanz zum Schluss, dass die fraglichen Signale ohne Weiteres rechtzeitig erkannt werden könnten und grundsätzlich nicht durch Hindernisse verdeckt seien. Dem Umstand, dass im Kreuzungsbereich ein Signal durch ein grösseres Fahrzeug verdeckt werden könne, werde durch die beidseitige Anbringung der Signaltafeln Rechnung getragen. Die Erkennbarkeit des primären Signals auf der rechten Strassenseite werde ausserdem durch das zusätzlich angebrachte Hinweissignal "Spital" verstärkt. Das Erfordernis gemäss Art. 103 Abs. 2 SSV, wonach Signale so aufgestellt werden müssen, dass sie rechtzeitig erkannt und nicht durch Hindernisse verdeckt werden, sei somit erfüllt.
3.1.1.3 Nach der Rechtsprechung verpflichten Gebots- und Verbotssignale nur, wenn sie klar und ohne Weiteres in ihrer Bedeutung erkennbar sind. Ein Signal muss leicht und rechtzeitig erkannt werden können, wobei der Massstab eines Fahrzeuglenkers zugrunde zu legen ist, der dem Strassenverkehr die notwendige und von ihm vernünftigerweise zu erwartende Aufmerksamkeit zuwendet (<ref-ruling> E. 2c/aa S. 232 mit Hinweisen).
Vorliegend wird die Innerorts-Höchstgeschwindigkeit von 40 km/h durch zwei Signaltafeln angezeigt. Die eine Tafel steht auf der rechten Strassenseite, die andere auf der linken. Wird die rechte Signaltafel durch ein Fahrzeug verdeckt, bleibt das Signal auf der linken Seite wahrnehmbar. Dieses Signal ist für einen auf der Riburgerstrasse von Süden herannahenden Fahrzeuglenker bereits aus einer Entfernung von 100 m erkennbar und aus einer Entfernung von 75 m unter Anwendung der im Strassenverkehr erforderlichen Aufmerksamkeit kaum mehr zu übersehen. Ist die linke Signaltafel verdeckt, ist das Signal auf der rechten Strassenseite aus einer Entfernung von 42 m wahrnehmbar, was für einen mit der hier zulässigen Höchstgeschwindigkeit von 50 km/h herannahenden Fahrzeuglenker ausreichend ist. Beide Signaltafeln erfüllen somit je für sich die an ihre Erkennbarkeit gestellten Anforderungen. Sie vermögen die Verkehrsteilnehmer daher auch dann zu verpflichten, wenn die jeweils andere Tafel verdeckt ist.
Die Ausnahmesituation, dass beide Signaltafeln gleichzeitig durch Fahrzeuge verdeckt sind, kann zwar theoretisch nicht ausgeschlossen werden. Die Schlussfolgerung des Beschwerdeführers, er habe einen sehr guten automobilistischen Leumund und fahre aufmerksam, weshalb er die Signaltafeln, wären sie nicht verdeckt gewesen, mit höchster Wahrscheinlichkeit wahrgenommen hätte, ist indes als hypothetisch zu bezeichnen. Als solche ist sie nicht geeignet, die dem angefochtenen Entscheid zugrunde liegende Annahme, dass vorliegend kein oder allenfalls ein Signal verdeckt gewesen sei, als offensichtlich unrichtig erscheinen zu lassen. Auch aus den Hinweisen des Beschwerdeführers auf beigelegte Fotos ergibt sich nicht, dass im fraglichen Zeitpunkt beide Signaltafeln gleichzeitig durch Fahrzeuge verdeckt gewesen seien. Keines dieser Fotos gibt die Situation am fraglichen Ort zur fraglichen Zeit wieder. Bezüglich der Annahme, dass vorliegend kein oder allenfalls ein Signal verdeckt gewesen sei, drängen sich somit bei objektiver Betrachtung keine erheblichen, nicht zu unterdrückenden Zweifel auf. Mit dem auf dieser Annahme beruhenden angefochtenen Entscheid wird deshalb der aus der Unschuldsvermutung gemäss Art. 32 Abs. 1 BV abgeleitete Grundsatz "in dubio pro reo" nicht verletzt (vgl. <ref-ruling> E. 2a S. 41; <ref-ruling> E. 2a S. 88; je mit Hinweisen).
3.1.2 Der Beschwerdeführer macht sodann geltend, bei der streitigen Höchstgeschwindigkeit von 40 km/h handle es sich um eine Abweichung von der üblicherweise geltenden Innerorts-Höchstgeschwindigkeit. Gemäss Art. 32 Abs. 3 SVG und Art. 108 Abs. 4 SSV sowie gemäss den Schlussbestimmungen der SSV-Änderung vom 28. September 2001 hätte diese Signalisation bis spätestens 31. Dezember 2003 einer Begutachtung unterzogen und das äussere Erscheinungsbild der Strasse angepasst bzw. eine neue Verkehrsanordnung getroffen werden müssen. Nichts von beidem sei erfolgt, weshalb im fraglichen Zeitpunkt ein rechtswidriger Zustand bestanden habe. Es sei stossend, wenn er, der Beschwerdeführer, nun die Konsequenzen der Versäumnisse der zuständigen Behörden tragen müsse.
3.1.2.1 Nach der Rechtsprechung des Bundesgerichts gilt die Pflicht zur Befolgung von Signalen und Markierungen nach Art. 27 Abs. 1 SVG grundsätzlich unabhängig von der Anfechtbarkeit und allenfalls erfolgten Anfechtung der zugrunde liegenden Verfügung. Signale und Markierungen richten sich an eine Vielzahl von Strassenbenutzern. Diese müssen sich auf die Verkehrszeichen verlassen können. Eine allfällige Rechtswidrigkeit eines solchen Zeichens ist meist nicht erkennbar. Auch nicht gesetzeskonforme Geschwindigkeitsbeschränkungen, die aber nach der Signalisationsverordnung korrekt signalisiert sind, sind daher in der Regel zu beachten. Die Verbindlichkeit vertrauensbegründender Verkehrszeichen findet ihre Grenze bei nichtigen Anordnungen, deren Mangelhaftigkeit besonders schwer wiegt und offensichtlich oder zumindest leicht erkennbar ist, freilich nur, wenn die Verkehrssicherheit der Annahme der Nichtigkeit nicht entgegensteht (vgl. <ref-ruling> E. 4 S. 185 f.; <ref-ruling> E. 2b S. 124 f.).
3.1.2.2 Der Beschwerdeführer stellt nicht in Frage, dass die streitige Geschwindigkeitssignalisation ursprünglich rechtmässig angeordnet worden ist. Eine Herabsetzung der Innerorts-Geschwindigkeit auf 40 km/h ist zudem auch nach der geltenden Fassung von Art. 108 Abs. 5 lit. d SSV grundsätzlich zulässig. Dass die Gestaltung des Strassen-raums vorliegendenfalls zwingend verändert werden müsste, ergibt sich weder aus den vom Beschwerdeführer erwähnten Weisungen des Eidgenössischen Justiz- und Polizeidepartements vom 13. März 1990 zur Festlegung abweichender Höchstgeschwindigkeiten noch aus Art. 108 Abs. 6 Satz 2 SSV, zumal sich diese Bestimmung lediglich auf Tempo-30-Zonen bezieht. Der Annahme der Nichtigkeit der streitigen Höchstgeschwindigkeitsbeschränkung stünde hier ferner die Verkehrssicherheit entgegen, da im fraglichen Strassenabschnitt namentlich wegen der Spitalnähe eine erhöhte Wahrscheinlichkeit der Präsenz schwächerer Verkehrsteilnehmer besteht. Vorliegend sind offensichtlich keine Gründe gegeben, welche die fragliche Signalisation als nichtig erscheinen lassen könnten. Da deren hinreichende Erkennbarkeit bejaht werden kann (siehe E. 3.1.1.3 hiervor), ist für die weitere Prüfung davon auszugehen, dass die Signalisation "Höchstgeschwindigkeit 40" vom Beschwerdeführer zu beachten war.
3.1.3 Der Beschwerdeführer bringt weiter vor, beim Abschnitt der Ri-burgerstrasse, von welchem die Strasse zum Regionalspital wegführe, handle es sich um eine Verzweigung im Sinne von Art. 1 Abs. 8 der Verkehrsregelnverordnung vom 13. November 1962 (VRV; SR 741.11). Gemäss Art. 16 Abs. 2 SSV, wonach das Signal "Höchstgeschwindigkeit" bis zum entsprechenden Ende-Signal bzw. bis zum Ende der nächsten Verzweigung gelte, habe die Temposignalisation 40 km/h daher für den nach dieser Verzweigung gelegenen Messpunkt der polizeilichen Geschwindigkeitskontrolle keine Gültigkeit mehr gehabt.
Dass sich der Messpunkt der Geschwindigkeitskontrolle erst nach der Einfahrt zum Regionalspital Rheinfelden befunden habe, wird vom Beschwerdeführer nicht rechtsgenügend dargelegt. Seine Behauptung steht zudem in Widerspruch zum Messfoto der Polizei, auf dem im unmittelbaren Nahbereich des vom Beschwerdeführer befahrenen Strassenabschnitts Wohnhäuser erkennbar sind. Im Moment der polizeilichen Geschwindigkeitsmessung muss er sich somit noch vor der Einfahrt zum Regionalspital Rheinfelden befunden haben, da lediglich hier im nördlich an die Riburgerstrasse angrenzenden Nahbereich Wohnhäuser vorhanden sind. Hier befand er sich des Weitern auch dann noch im räumlichen Geltungsbereich der eingangs der Spitalzone signalisierten Beschränkung der Höchstgeschwindigkeit auf 40 km/h, wenn der Einfahrtsbereich zum Regionalspital als Verzweigung im Sinne von Art. 1 Abs. 8 VRV qualifiziert werden könnte. Die Frage der Qualifikation dieses Bereichs ist im vorliegenden Zusammenhang somit nicht entscheidrelevant.
3.1.4 Als Zwischenergebnis ist somit festzuhalten, dass sich der Beschwerdeführer im Moment der polizeilichen Geschwindigkeitsmessung im Geltungsbereich der signalisierten Beschränkung der Höchstgeschwindigkeit auf 40 km/h befand und dass er verpflichtet war, diese Geschwindigkeitsbeschränkung einzuhalten. Der Beschwerdeführer bestreitet nicht, mit 66 km/h gefahren zu sein. Er hat die zulässige Innerorts-Höchstgeschwindigkeit somit um 26 km/h überschritten, was nach der Rechtsprechung des Bundesgerichts ungeachtet der konkreten Umstände als schwere Widerhandlung im Sinne von Art. 16c Abs. 1 lit. a SVG zu bezeichnen ist (vgl. <ref-ruling> E. 3.1 S. 237 f.).
3.2 Im Hinblick auf die Tatbestandsvoraussetzung des Hervorrufens bzw. der Inkaufnahme einer ernstlichen Gefahr für die Sicherheit anderer macht der Beschwerdeführer geltend, im fraglichen Strassenabschnitt seien entlang der Riburgerstrasse keine Wohnhäuser vorhanden, sondern sie grenze hier an Wiesen und an einen Wald. Die Strasse sei hier breit, verlaufe völlig gerade und verfüge über Trottoirs. Die Verhältnisse seien somit äusserst übersichtlich. Zudem sei der fragliche Strassenabschnitt menschenleer gewesen und es habe nur ein geringes Verkehrsaufkommen geherrscht. Für die Sicherheit anderer Personen habe somit keinerlei konkrete Gefährdung bestanden.
3.2.1 Nach der Rechtsprechung des Bundesgerichts genügt für das Vorliegen einer ernstlichen Gefahr für die Sicherheit anderer im Sinne von Art. 16c Abs. 1 lit. a SVG die Verwirklichung einer erhöhten abstrakten Gefährdung anderer Personen. Eine erhöhte abstrakte Gefahr setzt die naheliegende Möglichkeit einer konkreten Gefährdung oder Verletzung voraus (<ref-ruling> E 3.2 S. 136; <ref-ruling> E. 1b S. 39; je mit Hinweisen).
3.2.2 Wie unter E. 3.1.3 hievor dargelegt, muss entgegen der Behauptung des Beschwerdeführers davon ausgegangen werden, dass er sich im Zeitpunkt der polizeilichen Geschwindigkeitsmessung noch vor der Einfahrt zum Regionalspital Rheinfelden und damit auch vor dem Fussgängerstreifen über die Riburgerstrasse und vor den beiden Bushaltestellen befand. In diesem Abschnitt der Riburgerstrasse sind die Verhältnisse für einen aus Süden herannahenden Fahrzeugführer nicht leicht zu überschauen, zumal neben fahrbahnquerenden Fussgängern auch noch mit Verkehr aus der Spitalausfahrt gerechnet werden muss. Indem der Beschwerdeführer hier zur fraglichen Tageszeit (10.33 Uhr) mit einer um 26 km/h übersetzten Geschwindigkeit gefahren ist, hat er eine naheliegende Möglichkeit einer konkreten Gefährdung oder Verletzung anderer Verkehrsteilnehmer geschaffen. Das Vorliegen einer ernstlichen Gefahr im Sinne von Art. 16c Abs. 1 lit. a SVG ist daher zu bejahen. Diese Beurteilung steht im Einklang mit dem Strafbefehl des Bezirksamts Rheinfelden vom 14. September 2006. Mit diesem wurde dem Beschwerdeführer wegen des Vorfalls vom 21. Juni 2006 gestützt auf Art. 90 Ziff. 2 SVG, der u.a. das Hervorrufen einer ernstlichen Gefahr voraussetzt, eine Busse von Fr. 500.-- auferlegt.
3.3 Der Beschwerdeführer macht ferner geltend, der subjektive Tatbestand der schweren Widerhandlung sei bei ihm insbesondere deshalb nicht erfüllt, weil er aufgrund des Erscheinungsbilds der Riburgerstrasse im Abschnitt der polizeilichen Geschwindigkeitsmessung aus nachvollziehbaren Gründen gemeint habe, sich nicht in einem Bereich mit besonders reduzierter Geschwindigkeit zu befinden. Seine Geschwindigkeitsüberschreitung sei daher zu seinen Gunsten so zu beurteilen, wie wenn er sich im generellen Innerortsbereich mit Tempo 50 km/h befunden hätte. Aufgrund des Erscheinungsbilds der Strasse im Messbereich sei sogar von einer für diese Beurteilung massgeblichen Höchstgeschwindigkeit von 60 km/h auszugehen. Vorwerfbar sei ihm mithin lediglich eine Geschwindigkeitsüberschreitung von 6 km/h.
3.3.1 Die vom Beschwerdeführer begangene Überschreitung der zulässigen Innerorts-Höchstgeschwindigkeit um 26 km/h ist grundsätzlich ungeachtet der konkreten Umstände als schwere Widerhandlung im Sinne von Art. 16c Abs. 1 lit. a SVG zu bezeichnen (siehe E. 3.1.4 hiervor). Nach der Rechtsprechung des Bundesgerichts ist bei dieser Beurteilung indes nicht jede Prüfung der Umstände des Einzelfalls ausgeschlossen. Vielmehr ist zu ermitteln, ob nicht besondere Umstände vorliegen, die es rechtfertigen, die Widerhandlung trotzdem als mittelschwer oder gar als leicht zu betrachten. Letztere Voraussetzung kann etwa dann gegeben sein, wenn ein Lenker aus nachvollziehbaren Gründen gemeint hat, er befinde sich nicht oder nicht mehr in einem Bereich mit reduzierter Höchstgeschwindigkeit (vgl. <ref-ruling> E. 2a S. 199; <ref-ruling> E. 2c S. 101).
3.3.2 Die eingangs der Spitalzone am Rand der Riburgerstrasse aufgestellten Signaltafeln sind hinreichend erkennbar; zudem ist nicht davon auzugehen, dass im fraglichen Zeitpunkt beide Signaltafeln gleichzeitig durch Fahrzeuge verdeckt gewesen sind (siehe E. 3.1.1.3 hiervor). Im Zeitpunkt der Geschwindigkeitsmessung befand sich der Beschwerdeführer nicht in einem Strassenabschnitt, der von keinen Wohnhäusern, sondern nur von Wiesen und Wald gesäumt ist (siehe E. 3.1.3 hiervor). Es liegen somit keine Umstände vor, welche die Annahme des Beschwerdeführers als nachvollziehbar erscheinen liessen, sich im Moment der polizeilichen Geschwindigkeitsmessung nicht bzw. nicht mehr in einem Bereich mit reduzierter Höchstgeschwindigkeit befunden zu haben. Vorliegend sind demnach sowohl die objektiven als auch die subjektiven Tatbestandselemente der schweren Widerhandlung im Sinne von Art. 16c lit. a SVG erfüllt.
4. Nach einer schweren Widerhandlung verlangt das Gesetz zwingend den Entzug des Führerausweises (Art. 16c Abs. 2 SVG). Die Dauer des Entzugs ist gemäss Art. 16 Abs. 3 SVG zu bemessen, wobei die gesetzliche Mindestentzugsdauer nicht unterschritten werden darf (Art. 16 Abs. 3 Satz 2 i.V.m. Art. 16c Abs. 2 SVG; vgl. <ref-ruling> E. 2 S. 235 ff.). Die gesetzliche Mindestentzugsdauer beträgt nach Art. 16c Abs. 2 lit. a SVG im Fall einer nicht weiter qualifizierten schweren Widerhandlung drei Monate. Da vorliegend diese Mindestentzugsdauer angeordnet worden ist, bleibt kein Raum für eine Verwarnung im Sinne des Eventualantrags. Der angefochtene Entscheid ist daher nicht zu beanstanden.
5. Nach dem Gesagten ist die Beschwerde abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist.
Dem Ausgang des vorliegenden Verfahrens entsprechend sind die Gerichtskosten dem Beschwerdeführer aufzuerlegen (Art. 66 Abs. 1 BGG). Eine Parteientschädigung ist nicht zuzusprechen (Art. 68 Abs. 1 und 3 BGG).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 2'000.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3. Es wird keine Parteientschädigung zugesprochen.
4. Dieses Urteil wird dem Beschwerdeführer, der Sicherheitsdirektion und dem Verwaltungsgericht des Kantons Zürich, 1. Abteilung, 1. Kammer, sowie dem Bundesamt für Strassen schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 29. September 2009
Im Namen der I. öffentlich-rechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Der Gerichtsschreiber:
Féraud Kappeler