Есть еще одна вещь, которую нужно проверить - Расширенные настройки пула приложений - Ограничение виртуальной памяти. Посмотрите, установлен ли он явно - так как он может перезапускаться автоматически после превышения установленного лимита. Особенно, если вы видите ошибку в журнале событий, например:
Рабочий процесс с идентификатором процесса '****', обслуживающим пул приложений 'your-app-pool-name', запросил перезапуск, поскольку достиг своего предела виртуальной памяти.