Você pode aumentar o número de encadeamentos alocados pelo Tomcat usando o atributo maxThreads
no server.xml. Você também deve ler sobre a configuração MaxClients
no Apache, que geralmente precisa ser definida em conjunto com maxThreads
do Tomcat.
Outra maneira de tornar as coisas mais rápidas seria eliminar o Apache e servir tudo diretamente do Tomcat. Claro que isso só é possível se você não precisar do Apache para mais nada, como PHP, reescrita de URL, proxy, etc.
Para um bom livro sobre a configuração do Tomcat, sugiro Tomcat: The Definitive Guide , por J. Brittain, I. Darwin . Tem alguns anos e principalmente sobre o Tomcat 6, mas acredito que a maior parte ainda seja verdadeira para o Tomcat 7.