搅拌是混凝土生产最基本的制备方法，搅拌过程的差异会对水泥混凝土的结构与性能产生影响。本研究开展了几种投料搅拌工艺对水泥混凝土性能与粗集料结构影响的研究，分析各投料搅拌工艺的机理，以期为水泥混凝土施工确定一种最佳搅拌工艺，提高混凝土性能。对投料搅拌工艺机理的分析得出，分次投料搅拌工艺能够造成混凝土过渡区浆体的水灰比梯度，提高水泥颗粒分散程度与水泥水化程度，减缓水分向骨料界面的迁移现象，从而提高拌和质量，增强水泥混凝土的强度。但对于嵌锁密实水泥混凝土，净浆裹石法与水泥裹砂石法不但难以形成完整的“壳”，而且使得混凝土搅拌不够均匀，降低其强度。确定了采用净浆裹石法与水泥裹砂石法制备普通水泥混凝土与嵌锁密实水泥混凝土的最佳第一次加水量。搅拌质量与路用性能试验结果表明，分次投料搅拌工艺能够提高普通水泥混凝土的匀质性、强度与耐磨性，净浆裹石法的提高效果尤为显著，水泥裹砂石法次之；先拌砂浆法能够显著提高嵌锁密实水泥混凝土的匀质性、强度与耐磨性，净浆裹石法与水泥裹砂石法反而会降低其性能。基于CT技术的混凝土粗集料结构分析表明，分次投料搅拌工艺能够改善普通混凝土的粗集料分布状态，尤其以净浆裹石法与水泥裹砂石法的改善效果更优。先拌砂浆法能够改善嵌锁密实混凝土的粗集料分布状态，使粗集料分布均匀且面接触增多，嵌锁效果更好；而净浆裹石法与水泥裹砂石法制得的混凝土粗集料分布不均，无法形成良好的嵌锁结构。提出了粗集料接触程度定量指标，并建立其与抗压强度的关系。