Eu acho que você quer usar algo como haproxy, que é projetado exatamente para esse tipo de coisa. O mod_proxy_balancer do apache também pode fazer o que você precisa.
EDIT: Eu suspeito que o motivo de o apache travar é que o tempo limite está configurado para um número relativamente grande e o apache estará executando processos-filhos que estão aguardando o servidor de aplicativos suspenso.
ProxyTimeout lhe dará uma maneira de fazer com que o apache atinja um back-end mais rápido.
Você também pode aumentar o número de filhos que o apache tem permissão para gerar e aumentar esse número.