Si instalas el .NET Framework 4.5.2 las aplicaciones que fueron creadas para el .NET Framework 3.5 tratarán de correr sobre el nuevo framework.
En general no debería ser problema ya que en general los nuevos frameworks son compatibles hacia atrás con los anteriores sin embargo esto no es 100% cierto.
Algunas características de seguridad y flags nuevos sobre características de ASP.NET que funcionaban correctamente en .NET Framework 3.5 pueden haber sido modificados para mejorar el rendimiento o seguridad y hacer que la aplicación se comporte diferente o que ya no funcione algo en particular.
Si quieres garantizar que las aplicaciones anteriores sigan corriendo sobre el CLR antiguo (CLR 2 en el caso de .NET Framework 3.5) agrega esto al web.config de cada una de las aplicaciones
<configuration>
<startup>
<supportedRuntime version="v2.0.50727"/>
</startup>
</configuration>
Por último te recomiendo que testees todas las aplicaciones nuevamente en un ambiente de pre-producción con el nuevo framework antes de que lo hagas en Producción, para evitar inconvenientes.