もう遅いかもしれませんが。。

両方を１日で回るのは一応、可能かと思います。

マドリッドからトレドまで、アトーチャ駅より、aveという列車が出ていますので、それにのれば、１時間もせずにトレドに到着します。
また、本数も１時間に一本程度あったので、９時頃トレド到着、２時過ぎに再びマドリッドに戻るというコースで午前は終了。
帰りもaveに乗りアトーチャまで行き、そこからcercaniaにのって、アランフェスまで行けます。
それも１時間弱の話なので、４時過ぎにはアランフェスに到着可能です。

それであれば、お金もaveは多少値がはるかもしれませんが、金額も時間も抑えることが可能です。