Pokud by to byl timeout, nedostal by odpověď hned, ale až po vypršení timeoutu, což by předpokládám zaznamenal.
Podíval bych se na DNS. Jestli Apache občas nedostane nějakou divnou odpověď, případně jestli jméno nevede na více IP adres – např. IPv4 a IPv6. Je možné, že je cílový server třeba pro IPv6 špatně nakonfigurován, nebo adresa směřuje někam úplně jinam, a když Apache zrovna zvolí danou adresu, dostanete chybnou odpověď.